Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Thiết bị vi lưu dựa trên giấy: Một vật liệu phức tạp với chi phí thấp trong các ứng dụng công nghệ cao
Tóm tắt
Giấy là một vật liệu được làm từ nguồn tài nguyên tái tạo và đã được sử dụng mạnh mẽ trong gần 2000 năm qua. Nó là một cấu trúc phẳng có độ xốp cao, có thể uốn cong và gấp lại, bao gồm các đơn vị cấu tạo giống như sợi được sắp xếp và kết nối ngẫu nhiên. Khả năng vận chuyển chất lỏng mà không cần bơm và các hệ thống định lượng phức tạp rất được ưa chuộng. Vi lưu giấy, đặc biệt, đã thu hút được sự quan tâm ngày càng tăng, đặc biệt là trong thập kỷ qua. Mặc dù đã có nhiều thiết bị trình diễn thú vị cho các hệ thống chẩn đoán dễ sử dụng, chỉ một số ít trong số này đã tìm thấy ứng dụng thực tế. Nguyên nhân chính là do độ phức tạp về hình học và hóa học của vật liệu. Trong khi chức năng hóa học (ví dụ, để xác định rào cản kỵ nước cho việc vận chuyển chất lỏng theo không gian) đã phát triển tốt, thì việc hiểu và kiểm soát vận chuyển chất lỏng do mao dẫn trong ma trận xốp phức tạp của giấy vẫn còn là một thách thức. Bài viết này làm nổi bật những tiến bộ gần đây và phác thảo chiến lược thiết kế cho các ứng dụng vi lưu dựa trên giấy thành công.
Từ khóa
#giấy #vi lưu #thiết bị vi lưu #vật liệu phức tạp #ứng dụng công nghệ caoTài liệu tham khảo
G.M. Whitesides, Nature 442, 368 (2006).
J.P. Rolland, D.A. Mourey, MRS Bull. 38, 299 (2013).
X. Li, D.R. Ballerini, W. Shen, Biomicrofluidics 6, 011301 (2012).
A.K. Yetisen, M.S. Akram, C.R. Lowe, Lab Chip 13, 2210 (2013).
D.D. Liana, B. Raguse, J.J. Gooding, E. Chow, Sensors 12, 11505 (2012).
P.J. Bracher, M. Gupta, G.M. Whitesides, J. Mater. Chem. 20, 5117 (2010).
W. Dungchai, O. Chailapakul, C.S. Henry, Anal. Chem. 81, 5821 (2009).
A. Apilux, W. Siangproh, N. Praphairaksit, O. Chailapakul, Talanta 97, 388 (2012).
T. Songjaroen, W. Dungchai, O. Chailapakul, W. Laiwattanapaisal, Talanta 85, 2587 (2011).
J. Wang, M.R.N. Monton, X. Zhang, C.D.M. Filipe, R. Pelton, J.D. Brennan, Lab Chip 14, 691 (2014).
A. Böhm, F. Carstens, C. Trieb, S. Schabel, M. Biesalski, Microfluid. Nanofluid. 16, 789 (2014).
X. Li, J. Tian, G. Garnier, W. Shen, Colloids Surf. B 76, 564 (2010).
A. Arena, N. Donato, G. Saitta, A. Bonavita, G. Rizzo, G. Neri, Sens. Actuators B 145, 488 (2010).
Y. Lu, W. Shi, J. Qin, B. Lin, Anal. Chem. 82, 329 (2010).
E. Fu, B. Lutz, P. Kauffman, P. Yager, Lab Chip 10, 918 (2010).
E. Fu, S.A. Ramsey, P. Kauffman, B. Lutz, P. Yager, Microfluid. Nanofluid. 10, 29 (2011).
E.M. Fenton, M.R. Mascarenas, G.P. López, S.S. Sibbett, ACS Appl. Mater. Interfaces 1, 124 (2009).
M. Cretich, V. Sedini, F. Damin, M. Pelliccia, L. Sola, M. Chiari, Anal. Biochem. 397, 84 (2010).
M.S. Khan, G. Thouas, W. Shen, G. Whyte, G. Garnier, Anal. Chem. 82, 4158 (2010).
A.W. Martinez, S.T. Phillips, G.M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 19606 (2008).
J.L. Osborn, B. Lutz, E. Fu, P. Kauffman, D.Y. Stevens, P. Yager, Lab Chip 10, 2659 (2010).
E. Carrilho, S.T. Phillips, S.J. Vella, A.W. Martinez, G.M. Whitesides, Anal. Chem. 81, 5990 (2009).
A.R. Rezk, A. Qi, J.R. Friend, W.H. Li, L.Y. Yeo, Lab Chip 12, 773 (2012).
A.C. Glavan, R.V. Martinez, E.J. Maxwell, A.B. Subramaniam, R.M.D. Nunes, S. Soh, G.M. Whitesides, Lab Chip 13, 2922 (2013).
T. Songjaroen, W. Dungchai, O. Chailapakul, C.S. Henry, W. Laiwattanapaisal, Lab Chip 12, 3392 (2012).
X. Yang, O. Forouzan, T.P. Brown, S.S. Shevkoplyas, Lab Chip 12, 274 (2011).
S. Jahanshahi-Anbuhi, P. Chavan, C. Sicard, V. Leung, S.M.Z. Hossain, R. Pelton, J.D. Brennan, C.D.M. Filipe, Lab Chip 12, 5079 (2012).
J. Songok, M. Toivakka, Microfluid. Nanofluid. 20, 63 (2016).
X. Li, P. Zwanenburg, X. Liu, Lab Chip 13, 2609 (2013).
E. Evans, E.F.M. Gabriel, W.K.T. Coltro, C.D. Garcia, Analyst 139, 2127 (2014).
R. Lucas, Colloid Polym. Sci. 23, 15 (1918).
E.W. Washburn, Phys. Rev. 17, 273 (1921).
S. Hong, W. Kim, Microfluid. Nanofluid. 19, 845 (2015).
B.J. Toley, B. McKenzie, T. Liang, J.R. Buser, P. Yager, E. Fu, Anal. Chem. 85, 11545 (2013).
E. Fu, P. Kauffman, B. Lutz, P. Yager, Sens. Actuators B 149, 325 (2010).
E. Fu, T. Liang, J. Houghtaling, S. Ramachandran, S.A. Ramsey, B. Lutz, P. Yager, Anal. Chem. 83, 7941 (2011).
J. Houghtaling, T. Liang, G. Thiessen, E. Fu, Anal. Chem. 85, 11201 (2013).
B. Lutz, T. Liang, E. Fu, S. Ramachandran, P. Kauffman, P. Yager, Lab Chip 13, 2840 (2013).
H. Noh, S.T. Phillips, Anal. Chem. 82, 8071 (2010).
H. Noh, S.T. Phillips, Anal. Chem. 82, 4181 (2010).
A.W. Martinez, S.T. Phillips, Z. Nie, C.-M. Cheng, E. Carrilho, B.J. Wiley, G.M. Whitesides, Lab Chip 10, 2499 (2010).
H. Liu, X. Li, R.M. Crooks, Anal. Chem. 85, 4263 (2013).
H. Chen, J. Cogswell, C. Anagnostopoulos, M. Faghri, Lab Chip 12, 2909 (2012).