Materials Today最新综述：微流控光固化制备微型粒子研究现状及应用进展

1. 研究背景

2. 内容简介

3. 图文导读

图1  | 连续流、间歇流光固化及微粒子制备。 (a)  基于连续流光固化制备的二维拉伸的柱状微粒子。 (b)  间歇流光固化制备工艺及两种光固化工艺制得的微粒子形态对比。

图2  | 基于微流控光固化技术的微粒子制备研究发展历程。微流控通道的结构主要分为四种类型：矩形直通道、多入口通道、微柱置入通道和非矩形直通道。掩模的形状分为连续的2D形状、非连续2D形状和灰度编码形状。微粒子的形态从简单的二维拉伸的柱状，到层叠形状，再到3D各向异性的形状。

图3  | 基于紫外光控制的微粒子形态调整。 (a)  通过调控紫外光强度分布和曝光时间调节微粒子形态。 (b)  通过紫外曝光时间和掩膜形状控制来调节微粒子形态。 (c)  通过紫外光焦平面位置和掩模形状控制来调节微粒子形态。

图4  | 基于微通道结构调整的微粒子形态控制。 (a)  锁定-释放间歇流光固化制备两层状微粒子。 (b)  通过调节微通道上层气室气压在微通道中制备高度可调的多层状微粒子。 (c)  利用压头调节微通道高度制备多层状微粒子。 (d)  通过热拉伸制作的非矩形微通道制备3D形状微粒子。 (e)  通过折叠方式制作的非矩形微通道制备多面体微粒子。

图5  | 基于前驱体成分调配的微粒子形态控制。 (a)  兼具有亲水性和疏水性的双组分微粒子制备。 (b)  利用可光固化和非光固化前驱体相之间表面能差异制备具有弯曲表面的微粒子。 (c)  通过控制不同层流相中不透明添加物浓度制备阶梯状微粒子。 (d)  在特定位置嵌入超顺磁胶粒的微粒子制备。 (e)  利用特殊紫外光照特性的磁性添加物制备子弹状微粒子。

图6  | 基于多因素调节的微粒子形态控制。 (a)  基于微通道结构、前驱体组成和紫外光控制的微粒子成形。 (b)  基于(a)加上额外时间控制因素制得的微粒子。 (c)  通过在微通道设置锥形缩口控制微粒子的形状和尺寸。

图7  | 微粒子自组装。 (a)  长方体微粒子在液滴内的自组装。 (b)  2D拉伸形状微粒子组装结构。 (c)  疏水-亲水双相微粒子在水包油乳化液界面的自组装。 (d)  三层六边形柱状水凝胶微粒子组装。 (e)  阿基米德（截角）四面体微粒子的组装。 (f)  球体结构的逐层组装工艺。 (g)  基于“轨道-鳍”结构的微粒子微流控组装。 (h)  基于微通道截面几何约束的微粒子微流控组装。

图8  | 微粒子烧结。 (a)  低固含量SiO ₂ 微粒子。 (b)  低固含量Al ₂ O ₃ 微粒子。 (c)  密度较大的SiO ₂ 微粒子。 (d)  高固含量SiO ₂ 微齿轮。 (e)  双组分磁性微齿轮。

图9  | 水凝胶微粒子在细胞操控中的应用。 (a)  2D拉伸形状的水凝胶微粒子用于细胞培养。 (b)  圆盘形和章鱼形微粒子用于细胞运载。 (c)  多组分微粒子用于细胞粘附。 (d)  水凝胶微粒子组装体用于小鼠成纤维细胞培养。

图10  | 微粒子在生物检测中的应用。 (a)  多探针编码微粒子及其在生物检测中的应用。 (b)  彩色位点编码磁性微粒子及其在DNA检测和分析中的应用。 (c)  基于形状编码的水凝胶微粒子用于同时检测miRNA 21和miRNA let-7a。

图11  | 微粒子在防伪中的应用。 (a)  二维码微粒子及其在胶囊药物防伪中的应用。 (b)  微粒子用于药品和食品标记。 (c)  在不同挑战性环境下使用便携式解码器对编码的微粒子进行成像。

4. 结论与展望

--纤维素推荐--

--荐号--

论文信息：