為了讓複雜的微流體系統更易於掌握,美國加州大學(University of California)的研究人員打造出整合客製化微流體通道的2x2樂高(Lego)積木。

研究人員採用原始的Lego設計,打造出相容於任何標準Lego底板的積木。他們利用3D列印方式印製出具有附加通道功能的模具,使其得以利用矽基有機聚合物打造所需的元件,以確保通道接點滴水不漏。

20170208 Lego NT01P1 以2層積木交織的單個微流體元件。從圖中可看到它滴水不漏

研究人員們在《微機械與微工程學》(Journal of Micromechanics and Microengineering;JMM)期刊發表的「以樂高積木設計的模組化微統體平台」(A Truly Lego®-like Modular Microfluidics Platform)一文中,詳細描述了這項研究成果,並展示了幾種像樂高般的3D組裝微流體積木,不僅滴水不漏,同時,不同的積木分別具有各種不同的通道功能。

因為這樣的積木更易於射出成型,研究人員希望藉由提供基本的建構模組資料庫,而使微流體變得「平民化」,即使不是專家也能以如同傳統積木般的方法,輕鬆地將基本的建構模組整合於複雜的微流體平台。

該研究的共同作者Abraham Lee表示:「這個計劃的主要目標在於培訓和教育下一代的微流體開發人員和研究人員。我們希望藉由使用實際的Lego積木作為建構模組和組裝平台,而吸引學生從高中時期開始培養對於該領域的興趣、學習微流體學,以及刺激他們將新產品擴展至更廣泛應用的想像力。」

20170208 Lego NT01P2 Lego底板頂部的積木組裝側視圖

那麼,研究人員打算進一步整合具有某種層級的電子元件(如模塑金屬化或功能元件、發光或讀取電路),以執行原位分析?

「我的孩子就是玩樂高積木長大的,我很清楚Lego如何從單純的扣合結構擴展至今包括電子、機械、光以及甚至是流體元件。我們以此為基礎,計劃設計出具有許多不同的模組化元件(就像Lego一樣)的單元庫,讓使用者/學生能根據自己的興趣或應用打造不同的功能。0

至於這種微流體Lego積木是否可能商用化?Lee表示:「我們最初的計劃是找到一家贊助商協助開發元件,讓我們能與當地高中合作,利用堆樂高積木的方式來教微流體,引發並培養學生的興趣。如果可能的話,我們也想和Lego公司對話與合作,期望能發展出教學工具,讓學生和其他的使用者都能利用這些工具商用化不同的應用。」

編譯:Susan Hong

(參考原文:Lego blocks inspire modular microfluidics,by Julien Happich)