Abstract Background: Microfluidics has been widely used in the biological and medical fields, and polymers are the most widely used materials in microfluidics at present due to their low cost and ease of processing. Both thermoplastics and thermosets were used as the bulk materials in microfluidics. The third option of a material with both advantages from thermoplastics and thermosets will be of great significance. Aim: We try to establish a low cost and rapid fabrication approach for thermoplastic polyurethane (TPU)-based microfluidics. Several demonstrations were also provided with the proposed fabrication method for TPU-based microfluidics. Approach: A CO2 laser ablation instrument was used for the fabrication of the TPU-based microfluidic devices. The width and depth of microchannels fabricated with various laser scan speeds and energies were studied in detail. For sealing the fabricated channels, a thermal fusion bonding method was also proposed with the bonding strength testing. Several types of the most commonly used microfluidic chips were fabricated for demonstration of the proposed fabrication method. Results: A comprehensive fabrication approach for TPU-based microfluidic devices was achieved. A series of microfluidic chips were designed, fabricated, and tested. Conclusions: TPU-based microfluidics is achievable and could be used as an alternative material for polydimethylsiloxane or thermoplastics for the fabrication of microfluidic devices. The proposed method could have broad potential applications in biological and chemical fields.

中文翻译：

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基于热塑性聚氨酯的柔性多层微流体装置

摘要背景：微流控已广泛应用于生物和医学领域，而聚合物由于其成本低、易于加工等优点，是目前微流控中应用最广泛的材料。热塑性塑料和热固性塑料都被用作微流体中的散装材料。热塑性塑料和热固性塑料兼具优势的材料的第三种选择将具有重要意义。目的：我们试图为基于热塑性聚氨酯 (TPU) 的微流体建立一种低成本且快速的制造方法。提出的基于 TPU 的微流体的制造方法还提供了几个演示。方法：CO2 激光烧蚀仪器用于制造基于 TPU 的微流体装置。详细研究了用各种激光扫描速度和能量制造的微通道的宽度和深度。为了密封制造的通道，还提出了一种结合强度测试的热熔结合方法。为了演示所提出的制造方法，制造了几种最常用的微流控芯片。结果：实现了基于 TPU 的微流控装置的综合制造方法。设计、制造和测试了一系列微流控芯片。结论：基于 TPU 的微流体是可实现的，可用作聚二甲基硅氧烷或热塑性塑料的替代材料，用于制造微流体装置。该方法在生物和化学领域具有广泛的潜在应用。为了密封制造的通道，还提出了一种结合强度测试的热熔结合方法。为了演示所提出的制造方法，制造了几种最常用的微流控芯片。结果：实现了基于 TPU 的微流控装置的综合制造方法。设计、制造和测试了一系列微流控芯片。结论：基于 TPU 的微流体是可实现的，可用作聚二甲基硅氧烷或热塑性塑料的替代材料，用于制造微流体装置。该方法在生物和化学领域具有广泛的潜在应用。为了密封制造的通道，还提出了一种结合强度测试的热熔结合方法。为了演示所提出的制造方法，制造了几种最常用的微流控芯片。结果：实现了基于 TPU 的微流控装置的综合制造方法。设计、制造和测试了一系列微流控芯片。结论：基于 TPU 的微流体是可实现的，可用作聚二甲基硅氧烷或热塑性塑料的替代材料，用于制造微流体装置。该方法在生物和化学领域具有广泛的潜在应用。为了演示所提出的制造方法，制造了几种最常用的微流控芯片。结果：实现了基于 TPU 的微流控装置的综合制造方法。设计、制造和测试了一系列微流控芯片。结论：基于 TPU 的微流体是可实现的，可用作聚二甲基硅氧烷或热塑性塑料的替代材料，用于制造微流体装置。该方法在生物和化学领域具有广泛的潜在应用。为了演示所提出的制造方法，制造了几种最常用的微流控芯片。结果：实现了基于 TPU 的微流控装置的综合制造方法。设计、制造和测试了一系列微流控芯片。结论：基于 TPU 的微流体是可实现的，可用作聚二甲基硅氧烷或热塑性塑料的替代材料，用于制造微流体装置。该方法在生物和化学领域具有广泛的潜在应用。基于 TPU 的微流体是可以实现的，并且可以用作聚二甲基硅氧烷或热塑性塑料的替代材料，用于制造微流体装置。该方法在生物和化学领域具有广泛的潜在应用。基于 TPU 的微流体是可以实现的，并且可以用作聚二甲基硅氧烷或热塑性塑料的替代材料，用于制造微流体装置。该方法在生物和化学领域具有广泛的潜在应用。