Center Smart Materials and Adaptive Systems CeSMAMikrofluidische Kanäle und Bauteile sind Schlüsselkomponenten für Lab-on-Chip- und Tissue-Engineering-Anwendungen.
Das Fraunhofer ISC entwickelt 3D-Strukturierungstechnologien, um komplexe funktionale mikrofluidische Komponenten für Geräte von morgen zu erzeugen. Ein Aspekt dabei ist die Herstellung von 3D-Kanälen in Glas. Gemeinsam mit Lightfab erforschen wir die subtraktive Fertigung in z. B. Quarzglas mit ultrakurzen Laserpulsen. Der Prozessablauf, d.h. die scannende Belichtung der gewünschten Struktur innerhalb des Volumens eines Glassubstrats und das anschließende Ätzen zur Entfernung der belichteten Bereiche, ermöglicht die Herstellung von 3D-Bauteilen direkt aus dem Computerentwurf. Dieser als selektives Laserätzen (SLE) bezeichnete Prozess ermöglicht Strukturgrößen von bis zu 10 µm.
Eine alternative Möglichkeit, mikrofluidische Kanäle zu erzeugen, ist die Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP), ein additives Verfahren mit einer Auflösung von bis zu 100 nm. Ähnlich wie bei der SLE wird der Brennpunkt eines Ultrakurzpulslasers im Volumen schnell gerastert, um das Polymer entlang seines Weges zu verfestigen. Dies ermöglicht die Erzeugung beliebiger 3D-Mikrostrukturen, insbesondere winziger Kanäle und Bauteile. 2PP kann auch innerhalb von SLE-geschriebenen Kanälen durchgeführt werden, was den Weg zu noch anspruchsvolleren mikrofluidischen oder optofluidischen Bauteilen eröffnet.
