协同流动对台阶乳化生成Janus液滴的影响研究

连续相协同流动可增加台阶乳化的通量和控制灵活性,对液滴微流控有重要影响。本研究搭建了多通道台阶乳化装置制备Janus液滴,研究协同流动对Janus液滴生成的影响。首先,制备并优化多通道台阶乳化芯片,实现了Janus液滴的稳定生成。其次,通过改变连续相和离散相的流量,研究了其对Janus液滴生成的影响。发现改变两相流量,Janus液滴直径和频率发生相应变化,但其生成稳定性不受影响:当连续相流量增大时,生成的Janus液滴直径减小,频率增加;当离散相流量增大时,生成的Janus液滴直径增大,频率亦增大。在本实验条件下,两组分Janus液滴直径可控制在638～1640μm之间,产生频率可控制在0.02～2.2 Hz之间。在此基础上,制作了三组分液滴生成芯片,并成功制得了三组分液滴。通过改变两相流量发现,三组分液滴直径随流量增加的变化更大,说明协同流动作用对三组分液滴生成的影响更大。本研究采用台阶乳化方法实现了液滴大小可在线调控的二组分和三组分液滴制备,为化学化工和微量分析检测研究提供了依据和方法。