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Les stages

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Développement rapide de puces microfluidiques par thermoformage
Rapid development of microfluidic chips by thermoforming

Spécialité

Physique des matériaux

Niveau d'étude

Bac+4/5

Formation

Master 1

Unité d'accueil

Candidature avant le

12-06-2017

Durée

3 mois

Poursuite possible en thèse

non

Contact

CHEVALLARD Corinne
+33 1 69 08 52 23

Résumé/Summary

L’objectif de ce stage est de développer un protocole de réalisation de puces microfluidiques en utilisant un matériau thermoformable, le COC, pour une mise en œuvre simple et rapide.
The objective of this internship is to develop a protocol for the realization of microfluidic chips using a thermoformable material, namely COC, for a quick and simple implementation.

Sujet détaillé/Full description

Le laboratoire LIONS développe depuis plusieurs années des dispositifs microfluidiques, et notamment des mélangeurs microfluidiques ultra-rapides. Ces dispositifs sont utilisés pour le suivi in situ, par différentes techniques d’analyse (microscopie optique confocale, diffusion/diffraction X, etc.), de processus physico-chimiques tels que l’auto-assemblage de molécules organiques ou la nucléation/croissance inorganique (formation de nanoparticules en particulier). Leur mise en œuvre dans le cadre d’études structurales par diffusion de rayons X nécessite qu’ils soient formés d’un matériau qui absorbe et diffuse peu dans la gamme d’énergie utilisée (~10keV). La résine photosensible NOA81™, classiquement utilisée au laboratoire, satisfait ce critère mais impose l’utilisation d’un protocole multi-étape de fabrication des dispositifs (réalisation de moules en cascade), dont la mise en œuvre longue et complexe limite la production à 2-3 puces microfluidiques par jour.

Les COC, cyclic olefin copolymers, sont des matériaux polymères thermoformables qui présentent des propriétés de transparence et de diffusion dans le domaine des X durs semblables à celles de la NOA81™ et qui, pour certains, sont également transparents dans l’UV. Leur mise en forme peut être réalisée par embossage à chaud, une technique qui ne requiert aucune expertise particulière dès lors que le cycle de température à effectuer est connu. L’utilisation de tels matériaux s’annonce ainsi prometteuse pour permettre la production rapide et ouverte à tous de puces à partir d’un moule unique.

L’objet de ce stage est ainsi de définir le protocole de fabrication de dispositifs en COC par embossage à chaud (sélection du matériau utilisé pour la réalisation du moule, définition du cycle de température, méthode de collage des éléments COC entre eux). L’établissement d’un tel protocole constituera un progrès majeur pour le laboratoire, impactant l’ensemble des études microfluidiques qui y sont menées.

Contexte : Ce stage se déroulera dans le cadre d’un projet soutenu par l’Agence Nationale de la Recherche (projet ANR-14-CE08-0003 DIAMONS).

Compétences recherchées : Le candidat devra être capable de réaliser un travail expérimental avec rigueur et précision. Des connaissances de base en physico-chimie sont bienvenues.

Techniques : microscopie optique, lithographie, embossage à chaud.

Contact : Corinne Chevallard, corinne.chevallard@cea.fr
Florent Malloggi, florent.malloggi@cea.fr, 01 69 08 63 28



The LIONS laboratory has been developing microfluidic devices, in particular ultrafast mixers, for several years. These devices are used to perform the in situ monitoring, with the use of different techniques (confocal optical microscopy, X-ray diffusion / diffraction, etc.), of physicochemical processes such as the self-assembly of organic molecules or the inorganic nucleation / growth (formation of nanoparticles in particular). To be employed in X-ray scattering studies, these devices must be made of a material with little absorption/scattering in the range of energy used (~ 10 keV). The NOA81 ™ photosensitive resin, conventionally used in the laboratory, satisfies this criterion but requires the use of a multi-stage manufacturing protocol (several molds must be made), whose long and complex implementation limits the production to 2-3 chips per day.

COCs, cyclic olefin copolymers, are thermoformable polymeric materials which exhibit transparency and scattering properties similar to those of NOA81 ™ and which, for some of them, are also transparent in the UV-range. Their shaping can be carried out by hot embossing, a technique which does not require any special expertise as long as the cycle of temperature to be carried out is known. The use of such materials appears very promising for the rapid and open production of chips from a single mold.

The object of this internship is to define the right protocol for manufacturing COC devices by hot embossing (selection of the material used to make the mold, definition of the temperature cycle, methodolody for bonding COC elements together). The establishment of such a protocol will be a major progress for the laboratory, impacting all the microfluidic studies carried out there.

Context: This internship will take place within the framework of a project supported by the French National Research Agency (project ANR-14-CE08-0003 DIAMONS).

Skills requested: The applicant must be able to carry out an experimental work with rigor and precision. Basic knowledge in physico-chemistry is welcome.

Techniques used: optical microscopies, lithography, hot embossing.

Contact : Corinne Chevallard, corinne.chevallard@cea.fr
Florent Malloggi, florent.malloggi@cea.fr, 01 69 08 63 28

Mots clés/Keywords

Mise en forme des matériaux, Microfabricaton, microfluidique
Materials processing, microfabrication, microfluidics

Compétences/Skills

Microscopie optique, lithographie, embossage à chaud.
Optical microscopies, lithography, hot embossing

 

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