簡(jiǎn)述微流控液滴技術(shù)的生成
微液滴的生成,其主要過(guò)程是如何施以足夠大的作用力以擾動(dòng)連續(xù)相與分散相之間存在的界面張力使之達(dá)到失穩(wěn)。通常,當(dāng)待分散相某處施加的力大于其界面張力時(shí),該處微量液體會(huì)突破界面張力進(jìn)入連續(xù)相中形成液滴。在微尺度下,界面張力和粘性都起著非常重要的作用。通常引入毛細(xì)管數(shù)Ca 這一重要的動(dòng)力學(xué)常數(shù),Ca=μU/ γ,即:體系粘性力與界面張力的比,其中μ表示連續(xù)相粘度,U表示連續(xù)相流體速度,γ表示兩相之間的界面張力。在低毛細(xì)管數(shù)下,界面張力占據(jù)主要地位,液滴在傳輸過(guò)程中趨于形成球形來(lái)減少液滴的表面積。相反,在毛細(xì)管數(shù)較大時(shí),粘度起主要作用,液滴在傳輸過(guò)程中容易變形,拉伸成不對(duì)稱形狀。另外,微流控通道內(nèi)壁的親水疏水性對(duì)生成O/W或W/O液滴也有影響,疏水性微通道有利于生成W/O液滴,而親水性通道有助于生成O/W液滴。通常對(duì)聚合物如聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane;PDMS)作為基底材料的微通道進(jìn)行氧等離子處理,可以改變通道的親疏水性質(zhì)。在兩不溶相中加入表面活性劑也有助于獲得O/W和W/O液滴。
一般通過(guò)采取以下技術(shù)途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)微流控液滴的生成。
一、水動(dòng)力法
1、T型通道法(T-junctions）
2、流動(dòng)聚焦法(Flowfocusing)
3、共流聚焦法(Co-flowing)
二、氣動(dòng)法
氣動(dòng)法是通過(guò)外部施加的氣體壓力作為剪切力和驅(qū)動(dòng)力來(lái)生成液滴的一種方法。
三、光控法
利用光場(chǎng)力操縱微流動(dòng)中的粒子是微流控領(lǐng)域的一種實(shí)用方法。
四、電動(dòng)法
施加電壓于狹窄空間中的流體上也能使之失穩(wěn)而形成液滴。
標(biāo)簽: 微流控 液滴技術(shù) 生成