Лазерно-индуцированный перенос гелевых микрокапель для клеточной печати

Изучены тепловые и транспортные процессы при переносе гелевых микрокапель в условиях лазерной клеточной микропечати. Определены особенности взаимодействия импульсного лазерного излучения (λ = 1.064 мкм, длительность импульсов 4–200 нс, энергия 2 мкДж – 1 мДж) с поглощающей пленкой золота, напыленной на стеклянную донорную подложку. Исследование динамики транспортных процессов с помощью высокоскоростной оптической видеосъемки и оптоакустических методов позволило определить характеристики формируемых гелевых струй в зависимости от режимов работы лазера. Рассмотрен гидродинамический процесс взаимодействия лазерного излучения с золотым покрытием с нанесенным на него гидрогелевым слоем, а также проведена оценка температуры в области воздействия лазерного импульса. Показано, что в механизме лазерно-индуцированного переноса значительную роль играют процессы взрывного кипения воды (в геле) и золота. Определено количество наночастиц золота, попадающих на акцепторную пластину в процессе лазерного переноса. При длительности лазерного импульса 8 нс и малых энергиях (менее 10 мкДж) доля наночастиц золота в микрокаплях геля ничтожно мала, а с увеличением энергии импульса их количество линейно возрастает. Проведенные исследования дают основу для оптимизации процессов лазерного переноса гелевых микрокапель в быстроразвивающихся технологиях клеточной микропечати.