Unternehmensnachrichten über Schlüssel zur Mikrofluidik und Optik der nächsten Generation: UV-Aufhärtungstechnologie ermöglicht zyklische Olefinpolymere (COC/COP)

Zyklische Olefin-Copolymere (COCs) und zyklische Olefin-Polymere (COPs) sind aufgrund ihrer hervorragenden optischen Transparenz, geringen Autofluoreszenz und herausragenden Bioinertheit zu den bevorzugten Materialien für mikrofluidische Chips, Diagnostik-Kits und Hochleistungs-Optikkomponenten geworden. Dieser Artikel befasst sich mit der UV-Härtungstechnologie, insbesondere der UV-LED-Härtung, und wie schnelle, niedertemperaturige und hochpräzise Bindungs- und Beschichtungsprozesse die Anwendung von COC/COPs in den Bereichen Biomedizin und Elektrooptik erheblich vorangetrieben haben.

COC/COP ist eine Klasse amorpher Thermoplaste, deren Struktur und Eigenschaften sie von herkömmlichen Polymeren unterscheiden:

• Hervorragende optische Eigenschaften: Nahezu glasartige Transparenz und extrem geringe Doppelbrechung machen es ideal für die Herstellung von hochpräzisen Linsen und optischen Komponenten.
• Hervorragende Bioinertheit: Extrem geringe Löslichkeit und Absorption sowie geringe Autofluoreszenz gewährleisten Zuverlässigkeit in der In-vitro-Diagnostik (IVD) und Arzneimittellagerung, was es besonders für empfindliche mikrofluidische Umgebungen geeignet macht.
• Hervorragende Dimensionsstabilität: Geringe Hygroskopizität gewährleistet die Dimensionsgenauigkeit und Langzeitstabilität von Geräten unter verschiedenen Umgebungsbedingungen.
• Gute Verarbeitbarkeit: Geeignet für Spritzguss, was eine großtechnische, hochpräzise und kostengünstige Produktion ermöglicht.

Die traditionelle Verarbeitung von COC/COP, wie z. B. Thermoformen, erfordert hohe Temperaturen und Drücke, was zu einer Verformung des Substrats oder einer Beschädigung der Mikrostrukturen führen kann. Die UV-Härtungstechnologie mit ihren berührungslosen, niedertemperaturigen und schnellen Vorteilen löst diese Herausforderungen perfekt.

Bei der Herstellung von mikrofluidischen Chips muss ein mit Mikrokanälen geätztes COC/COP-Substrat präzise und nahtlos mit einer Deckplatte verbunden werden.

UV-härtbare Beschichtungen werden verwendet, um COC/COP-Geräten zusätzliche Funktionalität zu verleihen, ohne deren Kernleistung zu beeinträchtigen.

• Kratzfeste Beschichtung: Bietet eine hochharte UV-härtbare Beschichtung für COC/COP-Optiken (z. B. Handykameraobjektive und Displayschutzschichten) und verbessert so die Haltbarkeit.
• Biokompatibilitätsmodifikation: Verwendet UV-lichtinduzierte Oberflächenpfropfpolymerisation, um die chemischen Eigenschaften der Innenwände von mikrofluidischen Kanälen zu verändern und Funktionen wie Beständigkeit gegen Proteinadsorption oder einfache Flüssigkeitsbewegung (hydrophil/hydrophob) zu erreichen.

Obwohl COC/COP selbst kein Mainstream-lichtempfindliches Harz ist, spielt die UV-Härtungstechnologie eine entscheidende Rolle bei Hybridmaterialien oder Hilfsstrukturen. Die Verwendung von UV-LEDs als Lichtquelle ermöglicht die schnelle Positionierung und unterstützte Aushärtung von Mikrostrukturen oder Komponenten, insbesondere beim Zusammenbau vorgefertigter COC/COP-Strukturen mit lichtempfindlichen Harzen.

UV-LED-Härtungssysteme sind aufgrund ihrer Vorteile ideal für COC/COP-Anwendungen:

• Niedertemperaturhärtung: LED-Lichtquellen erzeugen nur minimale Infrarotwärme und vermeiden so effektiv Verformungen und Spannungen in wärmeempfindlichen Materialien wie COC/COP.
• Wellenlängenanpassung: Die optimale Absorptionswellenlänge eines bestimmten UV-Klebstoffs (z. B. 365 nm oder 395 nm) kann selektiv angepasst werden, um den höchsten Härtungswirkungsgrad und die höchste Härtungstiefe zu erzielen.
• Umweltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit: UV-LEDs sind quecksilberfrei, energieeffizient und erfüllen die hohen Standards an Sauberkeit und Nachhaltigkeit, die in der biomedizinischen Fertigung erforderlich sind.

Mit der Entwicklung von Point-of-Care-Tests (POC)-Diagnostik, Hochdurchsatz-Screening und flexibler Elektronik wird die Nachfrage nach Hochleistungspolymeren wie COC/COP weiter steigen. Die UV-Härtungstechnologie ist mit ihrer einzigartigen Präzision, Geschwindigkeit und ihren Niedertemperatureigenschaften zu einer Kerntechnologie geworden, die es COC/COP-Materialien ermöglicht, vom Konzeptentwurf zur großtechnischen kommerziellen Produktion überzugehen. In Zukunft erwarten wir das Aufkommen intelligenterer UV-Härtungssysteme und UV-Klebstoffe mit geringeren Schrumpfungsraten, wodurch die Anwendungsgrenzen von COC/COP weiter ausgedehnt werden.