目前常用的基于微流體的液滴形成方法有主被動(dòng)法和被動(dòng)法。主動(dòng)畫片。

采用熱、氣壓、壓電、微閥、磁場(chǎng)等外場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)液滴的形成。無源生成方法不需要施加外部作用，直接利用微通道幾何結(jié)構(gòu)的限制促進(jìn)流場(chǎng)交界面變形，增加界面不穩(wěn)定性，產(chǎn)生離散相液滴。利用被動(dòng)液滴產(chǎn)生連續(xù)液滴串，不僅可以獲得均勻的尺寸、良好的單分散度和均勻的空間分布，還可以有效避免外界干擾，消除交叉污染。根據(jù)微流體的材料和通道結(jié)構(gòu)，被動(dòng)微流體設(shè)備可分為以下三類。

1  微液滴融合采用表面活性劑。

除上述利用流場(chǎng)和流場(chǎng)特性促進(jìn)液滴融合的方法外，還在微通道連續(xù)相中加入表面活性劑。

降低界面張力是液滴融合的另一種方式。研究了油包水乳液，用一種離子表面活性劑穩(wěn)定，用另一種具有相反電荷的離子表面活性劑溶液融合。但表面活性劑的使用具有雙重性質(zhì)。結(jié)果表明，隨著表面活性劑濃度的增加，液滴尺寸逐漸減小，不易融合。此外，當(dāng)表面活性劑的重量增加到5%時(shí)，附加試劑會(huì)導(dǎo)致液滴分離而不融合。

本文提出了確定微通道內(nèi)液滴融合的有效方法。通過降低外流油相表活性劑的含量，降低液滴表面活性劑的對(duì)合。結(jié)果表明，無活性劑會(huì)縮短液滴的融合時(shí)間；然而，不使用表面活性劑也有其缺點(diǎn)，如意外融合和融合后的進(jìn)一步融合，控制液滴是有限制的。

2  采用液滴主動(dòng)融合的外場(chǎng)作用。

在小通道中，很難準(zhǔn)確控制液滴的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。為了捕捉液滴進(jìn)行融合反應(yīng)，可能需要施加外力。目前場(chǎng)融合是目前最常用的主動(dòng)融合方式之一，其原理是通過電誘導(dǎo)的反向電荷實(shí)現(xiàn)液滴融合。在靜電的作用下，液滴可能相互接近和融合，或者電場(chǎng)引起的麥克斯韋應(yīng)力使液滴界面變形和破裂，促進(jìn)液滴融合。在電場(chǎng)的作用下，電壓為1~103V，頻率在DC到幾kHz之間，可以很好地控制液滴的融合。此外，當(dāng)液滴與電場(chǎng)融合時(shí)，電極可以嵌入離通道幾毫米或幾毫米的地方，電場(chǎng)方向可以平行或垂直。

3 .液滴融合過程中流場(chǎng)特性的研究。

利用流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和顯微流場(chǎng)測(cè)速技術(shù)，研究液滴融合過程中的流場(chǎng)特性，深入研究液滴融合機(jī)理，已成為當(dāng)前研究的重要組成部分。研究了液滴在收斂通道中的融合過程。觀察結(jié)果表明，液滴融合是通過接觸、排液、融合、滲透或包裝進(jìn)行的，主要取決于通道的幾何尺寸和各種力。直道內(nèi)，后面的液滴瞬間滲入前面的液滴，即合。收斂通道內(nèi)，后部液滴包圍前部液滴，產(chǎn)生強(qiáng)渦流。

在十字通道的交界處，研究了液滴擠壓和旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部速度場(chǎng)，分析了剪切應(yīng)力。由于剪切力的影響，液滴之間相互擠壓，使液滴之間的速度矢量沿垂直方向移動(dòng)，有利于液膜排出和融合。由于速度向量場(chǎng)完全不同，剪切力不對(duì)稱，液滴的移動(dòng)對(duì)液膜排出沒有幫助，所以液滴旋轉(zhuǎn)后不會(huì)融合。