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納米界泰斗George Whitesides不想讓工作限於實驗室,即使他的實驗室大到有40位研究生與博士後研究員。他創立了一家公司,專門用軟材料來製作微米與納米尺度的元件,以便幫助製藥產業對生物樣品進行測試。他和同事發明的軟微影技術(soft lithography),是大量製作微小結構的全新方法之一。
這種軟微影技術,是從1980年代初期Whitesides和美國伊利諾大學的研究衍生而來,他們將高度排列整齊的「自組單層分子膜」(self-assembled monolayers, SAMs)中的分子製成薄膜。這研究約在十多年前引起美國國防部高等研究計劃署(DARPA)的注意,該局當時正開始研議替代傳統微影術的方案,以把電路圖布在微晶片上。
拿了DARPA的經費,Whitesides和學生買了一個刻有哈佛校訓的普通橡皮圖章,用一種叫硫醇(thiol)的有機分子做印泥,在一個很小的面積上印出「真理」(veritas)字樣。
一直到橡膠製品廠商「道康寧」來到Whitesides實驗室做研究,建議研究小組使用矽酮之類的物質,例如聚二甲基矽氧烷(PDMS),他們的努力才有了實用性。一群研究生接著證明,用上PDMS的一種鑄模技術,可以造出小至10納米的結構。
軟微影術可用來做一些傳統微影術辦不到的事,像在曲面上模塑、印刷圖案,就跟在平面上一樣。不過它可不見得適合做微晶片,因為晶片是層疊而成,而此技術中使用的軟物質可能會使層與層間排列不齊。可是透過哈佛醫學院同事英柏教授的協助,Whitesides證明,軟微影術可以做出能在生物實驗中盛放液體的微管與小室。
1998年底,Whitesides的一位博士研究員,問他這位前老闆可否給些主意開家公司。Whitesides回答:「你找對人了。」於是,兩個人就從美國Surface Logix公司,籌募了首筆百萬美元資金。
Surface Logix利用軟微影術來製作生物測定設備,製藥公司也開始檢視這些系統了。他們可以利用軟微影術製造一片東西,上面戳有數百個直徑10至100微米的小孔,然後將之覆蓋在另一表面上。研究人員把哺乳動物細胞放入這些微型的鑄造空腔中,再將測試用藥注入個別洞孔內。接下來剝掉橡膠片,細胞便定位在下表面上。由於不再受阻,細胞便開始爬動。可是細胞要移動,它就必須合成細胞骨架,利用這種纖維網絡才可支撐其結構。
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