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光電/顯示技術  

新發明電動製圖技術有助單晶片實驗室演進

上網時間: 2008年12月04日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:粒子  電動製圖  單晶片實驗室 

美國普渡大學(Purdue University)的研究人員開發了一種電動製圖(electrokinetic patterning)技術,即透過雷射與全像(holograms)來快速排列許多微小的粒子。這種技術可望取代現有的製圖方法,應用於生物樣本的分析,或是製造奈米級封裝元件,有助於單晶片實驗室(lab-on-a-chip)技術的演進。

研究人員的目標是創造出「高產量」的晶片,亦即能透過最小的樣本,快速檢測大量例子或是分子。這種技術也能供研究人員設計新一代的感測器技術,透過移動粒子到晶片上的特定區域來進行偵測或分析。

「如果用舊方法進行大規模的粒子製圖,可能需要花費數小時或數天的時間,但新的電動技術只需要數秒就可完成;」普渡大學研究員Stuart Williams表示:「我們能用此技術為光線、粒子或是渦流(vortex)製圖。」

實驗用的元件是由兩個用氧化銦錫(indium tin oxide)製成、相距50微米(micrometers)的平行電極所組成;研究人員將包含螢光氣泡的液體樣本注射到兩個電極之間,再使用近紅外線雷射來照射其中一個透明電極,會在兩個電極之間產生一個微小的電壓訊號。

研究人員就是對電極施加交流(AC)偏壓訊號以及照射1,064nm光學波長光線的方法,送出不同的全像圖案,例如直線或是L形狀,讓液體樣本內的粒子自動移到有光線的地方排列呈現出指定的圖案,並藉此創造微小的電子或機械功能。。

研究人員聲稱,這種技術能克服兩種現有奈米級粒子處理技術的瓶頸。其中一種方法稱為光學捕捉(optical trapping)技術,是使用高度對焦的光束來擷取並準確排列粒子;這種技術的缺點是一次可移動的粒子量很少。

另一種方法則是「介電泳動(dielectrophoresis)」技術,是使用金屬電路所產生的電廠來一次移動較大量的粒子;不過這種方法的缺點是電路圖案一旦確定就無法更改。而普渡大學所發明的新方法,除了一次可移動大量的粒子,也能透過改變雷射光線的位置或全像訊號,快速更改粒子排列圖案。

(參考原文:Holographic method points to improved lab-on-a-chip,by Nicolas Mokhoff)





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