Metallic Glas Gebruikt Om 'Lab-On-A-Chip'-Onderdelen Goedkoper Te Maken

{h1}

Met behulp van een metalen bril kunnen onderzoekers kleine onderdelen voor computeropslagapparaten en wegwerpbare medische testkits bouwen.

Metallic Glass is een generieke naam voor ongeordende metaallegeringen (combinaties van metalen). De ongeorganiseerde structuur van de atomen in metalen glazen geeft ze de kracht en duurzaamheid van metalen, maar ze kunnen worden gebruikt om piepkleine mallen te maken om plastic onderdelen te maken, een prestatie die traditionele metalen niet kunnen.

Door deze metalen bril te gebruiken met nieuwe productietechnologie kunnen onderzoekers massaal componenten produceren voor de volgende generatie computeropslagapparaten en medische en chemische testkits voor eenmalig gebruik, goedkoop.

"Onze technologie is een nieuw proces voor massaproductie van hoogwaardige polymeercomponenten, op de micrometer- en nanometer-schaal," onderzoeker Michael Gilchrist van University College Dublin, in Ierland. "Dit is een proces waarbij grote hoeveelheden plastic componenten massaal kunnen worden geproduceerd met honderd keer meer precisie, voor kosten die minstens tien keer goedkoper zijn dan momenteel mogelijk is."

De studie zal worden gepubliceerd in het meinummer van het tijdschrift Materials Today.

De onderzoekers gebruiken materialen die "bulk" -metaalglazen worden genoemd en produceren uiterst nauwkeurige mallen voor het maken van kleine kunststofonderdelen. De componenten met gedetailleerde microscopisch gevormde oppervlakken kunnen worden gebruikt in de volgende generatie computergeheugenapparaten en medische testkits en chemische reactoren met kleine onderdelen.

Bulkmetaalglazen zijn een type metaallegering, maar in plaats van een normale, kristallijne structuur zoals een alledaags metaal zoals ijzer of een legering zoals brons, zijn de atomen van het materiaal lukraak gerangschikt. Deze verstoorde atomaire structuur is vergelijkbaar met de structuur van de silicium- en zuurstofatomen in het glas dat we gebruiken voor ramen en drinkvaten, vandaar de naam.

De lukrake rangschikking van atomen in metalen glazen betekent dat ze een aantal zeer verschillende mechanische eigenschappen hebben ten opzichte van conventionele metalen. Ze kunnen worden verwarmd en gegoten als kunststoffen en ze kunnen met microscopische precisie op een kleinere schaal worden bewerkt dan traditionele metalen. Ze behouden ook de sterkte en duurzaamheid van normale metalen.

De onderzoekers hebben nu het lukrake karakter van de atomen in metallische glazen geëxploiteerd zodat ze microscopische functies in het metaal kunnen bewerken. Dit is niet mogelijk met conventionele metalen zoals gereedschapsstaal dat wordt gebruikt in matrijzen die met name niet machinaal bewerkt kunnen worden met een nauwkeurigheid van meer dan 10 micrometer (ongeveer de breedte van een katoenvezel of een menselijke rode bloedcel) vanwege de kristallijne korrelstructuur. Vervolgens hebben ze de resulterende sterke en duurzame metalen apparaten gebruikt voor het spuitgieten van plastic onderdelen met microscopisch oppervlaktepatronen.

Het onderzoeksteam legt uit dat het met hun spuitgietapparatuur nu mogelijk is om millimetergrootte polymeercomponenten te maken met oppervlaktekenmerken van dezelfde grootte als menselijke cellen bij 10 micrometer of zelfs de kleinste virussen van minder dan 100 nanometer. Het nieuwe fabricageproces zou dus toelaten om 'lab-on-a-chip'-apparaten te bouwen die monsters kunnen manipuleren en testen die enkele cellen en virussen of grote biomoleculen bevatten, inclusief DNA en eiwitten.

"Deze precisie kunststof onderdelen zijn de hoogwaardige componenten van microfluïdische apparaten, lab-on-chip diagnostische apparaten," zei Gilchrist.

Zodra de technologie is uitgebreid naar de lengteschaal van tientallen nanometers, stelt het team voor dat het kan worden gebruikt voor het maken van grote hoeveelheden goedkope informatieopslagsystemen. Het team is momenteel bezig met het optimaliseren van hun technologie met dit doel voor ogen.

"De wereldwijde trend van miniaturisering betekent dat deze apparaten en componenten steeds kleiner en kleiner worden. Het probleem van de hedendaagse technologieën is dat ze binnenkort niet in staat zijn om te produceren op deze kleinere afmetingen tegen concurrerende prijzen," schrijven de onderzoekers. "Als u de markt voor microfluïdische apparaten gewoon overweegt zonder de biologische inhoud: deze zal naar verwachting in 2016 $ 5 miljard bereiken."


Video Supplement: 3FM 90s Request Macarena.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com