T-junction中电场控制微流液滴的产生

发布时间：2021-07-12 04:31

　　微流控技术是一种精确控制和操纵微尺度流体的一种技术,在化学分析和生物医疗等方面扮演着重要的角色,液滴微流控技术已经发展很多年了,是一种基于连续流微流控系统开发的非连续流微流控技术,即该技术是使用两种互不相容的流体通过某种途径或者方法生成离散的微尺度液滴。该技术具有高通量,体积微小,节省样品,无交叉污染等优点,因此广泛应用于细胞分析,药物筛选,分子诊断,化学合成,纳米材料制备等诸多领域。该技术利用微流控通道中液滴的受控生产以及将后续的一系列操作结合起来,以达到我们在实际工程中的复杂的需求。控制微流液滴的产生的尺寸在诸多领域中就显得尤为重要,微流液滴的产生的尺寸是由微流通道的几何条件和流量决定的,因此,我们必须增加微流芯片的复杂度来达到更多的外部控制,例如利用热或者磁效应系统来达到控制的目的,但是这些方法在生物领域具有很强的局限性。因此使用电场来驱动控制是一个非常有前景的办法,首先,微流芯片上的电极的集成可以使用简单的技术来完成;其次,驱动控制的方法也比较简单,易于操作。另外,我们知道从液滴产生的结构来看,可以分为3类:（1）T型结构;（2）流动汇聚型;（3）共轴聚焦法,其中T型结构是产生... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

T-junction基本结构示意图

第二章常见的微流芯片结构与液滴形成原理72.2流动汇聚型结构及液滴形成原理如图2-2所示的流动汇聚型基本结构示意图，红色代表连续相，白色代表分散相，它们分别处于不同的通道中，然后连续相和分散相在十字交叉结构处汇聚在一起，因此流动汇聚型结构中分散相破裂分解成一系列离散的微流液滴是连续相发生的夹带聚焦和分散相遭到来自上下两侧的对称的连续相的剪切力的影响的结果。这种方式主要利用的是界面的毛细不稳定性，并且流动汇聚型结构生成液滴的通道的雷诺数很小，一般在0.01到0.1之间，因此在流动汇聚型结构中界面张力起着主导作用，惯性力的作用是比不过黏性应力的。相对于T型结构而言，T型结构所产生的液滴是没有流动汇聚型结构所产生的液滴更容易被控制，也没有流动汇聚型结构所产生的液滴更稳定，而且T型结构所产生的液滴的尺寸范围要比流动汇聚型结构所产生的液滴的尺寸范围要更校2.3共轴聚焦结构及液滴形成原理如图2-3所示的共轴聚焦基本结构图，此时连续相通道和分散相通道有着相同的轴线，分散相通道是一端被做成尖嘴形状的毛细管，并且毛细管处于连续相通道中，当连续相和分散相分别以一定的速度向前流动时，将在毛细管尖嘴处形成一系列离散的微流液滴。共轴聚焦法生成液滴的主要原理是两相界面的开尔文-亥姆霍兹不稳定性图2-2流动汇聚型基本结构示意图图2-3共轴聚焦基本结构示意图

第二章常见的微流芯片结构与液滴形成原理72.2流动汇聚型结构及液滴形成原理如图2-2所示的流动汇聚型基本结构示意图，红色代表连续相，白色代表分散相，它们分别处于不同的通道中，然后连续相和分散相在十字交叉结构处汇聚在一起，因此流动汇聚型结构中分散相破裂分解成一系列离散的微流液滴是连续相发生的夹带聚焦和分散相遭到来自上下两侧的对称的连续相的剪切力的影响的结果。这种方式主要利用的是界面的毛细不稳定性，并且流动汇聚型结构生成液滴的通道的雷诺数很小，一般在0.01到0.1之间，因此在流动汇聚型结构中界面张力起着主导作用，惯性力的作用是比不过黏性应力的。相对于T型结构而言，T型结构所产生的液滴是没有流动汇聚型结构所产生的液滴更容易被控制，也没有流动汇聚型结构所产生的液滴更稳定，而且T型结构所产生的液滴的尺寸范围要比流动汇聚型结构所产生的液滴的尺寸范围要更校2.3共轴聚焦结构及液滴形成原理如图2-3所示的共轴聚焦基本结构图，此时连续相通道和分散相通道有着相同的轴线，分散相通道是一端被做成尖嘴形状的毛细管，并且毛细管处于连续相通道中，当连续相和分散相分别以一定的速度向前流动时，将在毛细管尖嘴处形成一系列离散的微流液滴。共轴聚焦法生成液滴的主要原理是两相界面的开尔文-亥姆霍兹不稳定性图2-2流动汇聚型基本结构示意图图2-3共轴聚焦基本结构示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]非均匀和均匀电场下液滴的形变及运动行为[J]. 陈庆国,宋春辉,梁雯,刘增,赵忠山,魏新劳.  高电压技术. 2016(03)



本文编号：3279206