Panasonic Corporation (Panasonic) et l’Institute of Microchemical Technology Co., Ltd. (IMT) ont mis au point ensemble une technologie pour la production de masse de dispositifs microfluidiques*2 en utilisant un moulage en verre. Par rapport à la méthode conventionnelle de gravure sur verre, cette technologie permet de réaliser une production de masse à faible coût (environ 1/10e) et très précise (environ 10 fois plus). Ces dispositifs peuvent être appliqués à la détection et à l’analyse pour des applications médicales, biologiques, environnementales (qualité de l’eau et de l’air), etc. Les sociétés commenceront à accepter des commandes de prototypes à partir de l’exercice 2019, et envisagent de démarrer la production de masse à partir de l’exercice 2020. Panasonic et l’IMT présenteront et exposeront ce dispositif lors de la 40e réunion de la Society for Chemistry and Micro-Nano Systems (association de chimie et de micro-nano systèmes), CHEMINAS 40th, qui se tiendra à Act City Hamamatsu dans la ville de Hamamatsu, préfecture de Shizuoka, au Japon, du 19 au 21 novembre prochain.
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Microfluidic device technology (Graphic: Business Wire)
[Effet]
L’utilisation des dispositifs microfluidiques en verre conventionnels ne s’est pas largement répandue en raison de leur coût élevé et de leur faible précision. Ce développement a permis la production de masse et la réduction du coût des dispositifs microfluidiques en verre en combinant la technologie de conception de dispositifs microfluidiques de l’IMT avec la technologie de moulage du verre de Panasonic. L’utilisation de dispositifs microfluidiques en verre jetables est désormais possible. D’autre part et grâce à l’obtention d’une haute précision, il est facile d’incorporer le dispositif aux équipements et aux systèmes.
[Application]
En tirant profit de la résistance environnementale et chimique des dispositifs microfluidiques en verre, cette technologie peut être appliquée à la détection environnementale, aux analyses sanguines et aux équipements pharmaceutiques comme des dispositifs de détection jetables à des fins d’analyse et de tests en extérieur et dans des environnements difficiles.
[Caractéristique]
Le dispositif microfluidique nouvellement mis au point possède les caractéristiques suivantes.
1. Jusqu’à φ50 mm en taille
2. Une capacité de production de plus de 10 000 dispositifs par mois
3. Un processus de fabrication doté d’une précision des formes d’environ 1 μm
[Technologie]
Ce développement est obtenu par les technologies suivantes.
(1) Technologie de conception et d’interface de dispositifs microfluidiques optimisée pour le moulage du verre
(2) Technologie de traitement des moules de microstructure pour des matériaux de dureté plus élevée et vers une technologie de moulage avec du verre microstructurel pour un transfert précis sur le verre
(3) Technologie de collage thermique pour unir une plaque de verre plane et une plaque dotée de microstructures.
Notes :
*1 : En date du 6 novembre 2019, enquête Panasonic
*2 : Un dispositif capable d’effectuer plusieurs processus chimiques (mélange, réaction, extraction, synthèse, détection) lors d’un trajet de flux de petite taille avec une petite quantité et un rendement élevé, en faisant couler le liquide à travers une rainure de plusieurs centaines de micromètres de largeur et de profondeur.
[Contexte]
Un dispositif microfluidique général fait en verre utilisé en technologie microfluidique [1] est principalement produit par les techniques de gravure. Après avoir dessiné par photolithographie le motif du trajet de flux, le trajet de flux du verre est formé par gravure, et le verre de recouvrement avec le trou d’introduction usiné est collé. Depuis que ce domaine existe, l’IMT a fourni des produits de haut niveau en tant que pionnier dans la planification, la conception et la fabrication de dispositifs microfluidiques en verre. Cependant, en plus des compétences requises pour la fabrication manuelle, le processus de fabrication a pris plusieurs mois. Pour cette raison, le temps de fabrication et le coût par pièce sont devenus un obstacle, et la généralisation et le montage industriel n’ont pas été réalisés, et l’utilisation a été limitée principalement aux applications de recherche fondamentale.
Par ailleurs, Panasonic a mis au point et fabriqué une technologie de moulage du verre [2] depuis les années 80, qui a contribué à la commercialisation de dispositifs optiques du plus haut niveau au plan mondial. Ils sont utilisés dans les objectifs pour plusieurs dispositifs optiques, comme les appareils photos numériques.
En combinant la technologie de moulage du verre de Panasonic avec la technologie de conception de l’IMT, il a été possible de mettre au point une technologie d’usinage de moules à microstructure, une technologie de moulage, et une technologie d’adhésion adaptée à la production de masse de dispositifs microfluidiques en utilisant la technologie de moulage du verre. Les sociétés ont réussi à mettre au point une technologie de production de masse pour les dispositifs microfluidiques. Il est donc possible de réduire le coût d’environ 1/10e par rapport à la méthode conventionnelle de fabrication, et de fournir des dispositifs microfluidiques en verre avec une précision multipliée par 10 ou plus, avec un délai de livraison deux fois plus court.
[Réalisation concrète]
Grâce au développement de la technologie de production de masse pour les dispositifs microfluidiques [3] en utilisant cette technologie de moulage du verre, les dispositifs microfluidiques en verre sont largement utilisés comme des dispositifs de détection jetables pour les analyses et les tests en extérieur et dans des environnements difficiles, et pour des dispositifs jetables pour des équipements d’analyses sanguines.
[Explication des termes]
[1] Technologie des dispositifs microfluidiques
Cette technologie intègre des processus chimiques tels que le mélange, la réaction, la séparation, l’extraction, la synthèse et la détection dans un canal de flux de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de μm créés sur un substrat (dispositif microfluidique) de plusieurs centimètres carrés. En intégrant librement les processus chimiques qui ont été réalisés dans les laboratoires et les usines dans le micro-espace des dispositifs microfluidiques, il devient possible d’utiliser l’énergie et l’espace de manière beaucoup plus efficace. Cette technologie devrait contribuer dans une large mesure à l’évolution de la technologie chimique dans le futur. Cette technologie d’intégration des processus chimiques (technologie microfluidique) au sein du micro-espace, a été mise au point suite à la recherche et au développement du projet Kitamori de « chimie intégrée ». Le projet a été mené dans le laboratoire Kitamori, département de chimie appliquée, faculté d’ingénierie, université de Tokyo, et à l’académie Kanagawa de science et technologie (actuellement l’Institut Kanagawa de science et technologie industrielles).
[2] Technologie de moulage du verre (technologie d’usinage de moules, technologie de revêtement de protection des moules, technologie de moulage)
[3] Exemples d’application de dispositifs microfluidiques utilisant la technologie de moulage du verre
À propos de Panasonic
Panasonic Corporation est un leader mondial en développement de technologies et de solutions électroniques diverses destinées aux clients dans les domaines des produits électroniques grand public, du logement, de l’automobile et des activités B2B. La société, qui a célébré son 100e anniversaire en 2018, s’est étendue à l’échelle mondiale. Elle exploite actuellement 582 filiales et 87 sociétés associées à travers le monde, et a enregistré un chiffre d’affaires net consolidé de 8,003 billions JPY pour l’exercice clos le 31 mars 2019. La société, dont la mission est d’établir une nouvelle valeur par le biais de l’innovation dans toutes ses divisions, utilise ses technologies afin de créer une vie et un monde meilleurs pour ses clients. Pour en savoir plus sur Panasonic, consultez : https://www.panasonic.com/global.
À propos de l’Institute of Microchemical Technology
L’IMT est une société pionnière de la technologie des puces microchimiques (microfluidique) qui a été fondée en 2001 en tant que société à capital-risque de l’université de Tokyo et de l’Institut Kanagawa de science et technologie industrielles (anciennement l’académie Kanagawa de science et technologie).
L’IMT fabrique et vend des puces microchimiques, leur équipement périphérique et unités de système.
Nom de la société : Institute of Microchemical Technology Co., Ltd (IMT)
Capital : 100 M JPY
Fondation : 1er mai 2001
Adresse : A-19 AIRBIC, 7-7 Shinkawasaki, Saiwai, Kawasaki, Kanagawa 212-0032 Japon
TÉL. : +81-44-201-9889 TÉLÉCOPIE : +81-44-201-9890
Tél. fixe : https://www.i-mt.co.jp/en/
Source : https://news.panasonic.com/global/press/data/2019/11/en191106-3/en191106-3.html
Liens connexes
Solutions et dispositifs industriels – Panasonic
https://industrial.panasonic.com/ww
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