一.微流控晶片主要應用方向
微流體是指在微米尺度空間內運動的流體，微流控則是指對以層流流動為主要特徵的微流體的操作。微流控晶片是一種在毫米、百微米甚至微米尺 度下對流體進行精確操控的技術，可將生物、化學、 醫學、光學等實驗室的一些基本功能集成到一個小面積晶片上，因此又叫做晶片實驗室（ＬＯＣ）鑑於在諸多領域的巨大潛力，微流控晶片逐步發展為多學科交叉的新興研究領域。
作為一個已有二十餘年發展歷史的科學技術，微流控晶片研究的主流已從平台構建和方法發展轉 為不同領域 的廣泛應用，如：
（1）現代生物化學分析
（2）即時診斷
（3）材料的篩選與合成
（4）組織與器官仿生晶片
二.飛秒雷射直寫製備微流控晶片
在追求更小尺寸和更高集成度的同時，人們對可用於晶片功能化製備的新型加工技術也越來越感 興趣。大多數多功能微流控晶片是通過經典的 「ｔｏｐ－ｄｏｗｎ」和「ｂｏｔｔｏｍ－ｕｐ」方法製備的，例如，注塑成型、鑄造、熱壓法、紫外、電子束、Ｘ 射線光 刻等技術已成功應用於功能微流控晶片的製備。然而對於複雜的微 結 構，尤 其 是 三 維（３Ｄ）單 元，上述技術不能應用。此外，曲面微通道的存在使得這些 傳統技術無法將微結構集成到特定的微流控晶片 中。從技術的角度看，微流體技術的發展受到了微製造技術的制約。
飛秒雷射具有超短的脈寬和很高的峰值強度， 在微加工領域具有獨特的應用。飛秒雷射直寫技術因強大的可編程設計性、３Ｄ 處理能力、高空 間 分 辨 率和高精度等優勢而成為微流控晶片製備和功 能化的重要保證。
飛秒雷射可在不同材料的管道中加工微納結構，因此一直被認為是一種強大的加工工具。通常，超短雷射脈衝穿過透明材料進入光刻膠內部，使材料發生ＴＰＰ來實現３Ｄ 結構的成型，然後通過顯影工藝去除多餘的部分，最終得到能夠滿足設計功能和要求的微結構。
三.製備設備介紹（可提供晶片製備打樣）
津鐳雷射開發的飛秒雷射微納加工系統，集成度高，體積小；使用輕質高強的工業級鋁作為主 體結構，保證了系統的穩定性的同時，也更便於運輸；光路內置輔助模塊，使得系統光更容易定焦，同 時也簡化了光路的調節。系統配置一體化的軟體，操作簡單，可以實時觀察整個加工過程。加系統支持各種定製，可滿足多樣性微流控的製備。
製備系統有如下主要特點：
採用1030nm/515nm/343nm/800nm飛秒雷射器 ；
加工精度可達到亞微米量級；
可以實現高速微微加工；
運動位移台精度高，可搭配振鏡同時使用；
底層開發的控制軟體，容易操作；
四.未來展望
考慮到從聚合物、金屬到氧化 物半導體等各種可加工材料的多樣性，以及可設計 的加工能力，這種微製造技術在設計和集成各種功 能單元方面還有很大的空間。目前，與光刻技術相比，飛秒雷射在晶片製備和功能化領域的應用還處於初級階段，隨著人們對晶片功能和複雜性的要求 越來越多，越來越多的微結構可以通過該技術進行製備。
而且，隨著新一代雷射器的飛速發展，該技術的製備效率和穩定性將大幅提高，從而縮短時間和 降低經濟成本。此外，一旦開發出新的光化學方案，可加工材料將被擴展到更廣泛的範圍，那麼微流控 晶片又將被開拓出更多功能。 以飛秒雷射微加工為技術支持，微流控晶片將 可以實現越來越多的附加功能，並將於不久的將來 在科學研究和實際應用中得到更廣泛的應用。
文章技術部分內容節選自：
《飛秒雷射直寫技術製備功能化微流控晶片研究進展》
作者：史楊１，許兵１＊，吳東１，肖軼３＊＊，胡衍雷１，姚成立２