卡迪夫大學：可訪問的 3D 打印微流體設備

卡迪夫大學的研究人員  使用 3D 打印技術製造可移動少量流體的小型設備，並用於各個研究領域。3D 打印使與其他研究人員共享設備成為可能，使微流體研究更容易為更廣泛的受眾所接受。3D 打印設備為傳統設備提供了一種經濟高效的替代方案，傳統設備價格昂貴且需要專門的技能和設備。隨著技術的進步和更多材料的出現，3D 打印在微流體研究中的應用不斷增長。

微流控研究

微流體裝置是用於研究小體積流體行為的小型電路。這些設備由小管組成，可將少量流體輸送到迴路中的不同傳感器和其他執行器。從概念上講，它們可以比作尺寸縮小到芯片上的管道系統。用於製造這些微流體設備的技術在很大程度上與微電子行業用於製造我們的計算機和手機中的電子芯片的技術一致。

例如，微流體設備用於製造用於藥物開發的人造細胞、用於聚變能生產的核聚變靶以及用於移植到脊髓受損患者體內的含有神經元幹細胞的藻酸鹽膠囊。

傳統上，製造這些微流體設備是一個昂貴、漫長且複雜的過程，需要不同類型的專業知識並使用專用設備。3D 打印的採用顯著加快了這一過程，使其成本更低，並允許在研究實驗室現場製造設備。

3D打印微流體裝置

卡迪夫大學的研究人員現在使用他們的 Ultimakers 3D 打印他們在研究中使用的微流體設備。3D 打印設備基於模塊化系統，該系統由組裝在一起的標準構建塊組成。從許多標準組件（管道、接頭等）開始，研究團隊開發了不同類型的微流體系統，並使用這些設計製作了一個模塊化系統，任何其他研究人員都可以使用該系統製造他們自己的微流體設備。

與傳統方法相比，3D 打印可顯著節省成本，並允許對微流體設備的設計進行快速迭代。由於設計可以很容易地與不同地點的研究人員共享，因此其他研究人員也可以進行微流體研究。正如 卡迪夫大學研究教授David Barrow所解釋的那樣：

3D打印機的簡單購買意味著只要能夠以合適的文件格式繪製出一個物體，使用範圍廣泛的可用軟件工具，打印物體是一件相對容易的事情，並且確實使許多修訂，相對較快。 

卡迪夫大學助理研究員 Alex Morgan 指出，其他研究人員之前不贊成使用 3D 打印來製造微流體設備，因為它們不透明且經常洩漏。然而，通過優化打印設置，Alex 發現通過以 50 微米的層數和每秒 30 毫米的打印速度進行打印，可以打印出既透明又防水的設備。該研究小組 最近的出版物 解釋瞭如何做到這一點。

研究中的 3D 打印

3D 打印使與其他研究人員共享微流體設備的設計成為可能，這樣他們就可以在自己的實驗室中打印出來，進行測試並報告結果。通過這種方式，其他可能不會使用它的研究人員可以使用微流體。

隨著 3D 打印行業的發展，3D 打印在研究中的應用不斷增長。正如膜生物物理學和工程組組長 Oliver Castell 所解釋的那樣，隨著可用材料的多樣性增加和機器精度的提高，不僅可以將微流體技術，還可以將光學和電子元件集成到一個設備中。這將產生由不同材料製成的多功能設備。

隨著這些技術進步，3D 打印在研究中的作用正在擴大。查看我們的探索頁面，了解 3D 打印在研究中的更多應用。