雙核復合液滴生成與滲透壓誘導內核融合研究.pdf

1、利用液滴微流控技術可生成納升尺度的液滴微反應器，并以其為載體，進行生物化學反應。而如何誘導兩個或多個包含不同成分的液滴融合是實現(xiàn)液滴作為微反應器的關鍵技術之一，復合液滴獨特的核殼式結構能夠使內核液滴與外界環(huán)境隔離，有效的保護內核液滴中的成分免受外部環(huán)境的干擾，為納升級的生物化學反應提供了較為理想的平臺；另外，雖然有關利用復合液滴作為微膠囊包裹樣品的研究有很多，但關于進一步誘導復合液滴內核融合的研究卻鮮有報道。本文以此為切入點，針對液滴的

2、形成以及滲透壓誘導雙核復合液滴內核融合展開研究，對進一步擴大復合液滴的應用具有重要意義。
　　首先，綜述了液滴生成技術與應用的國內外研究現(xiàn)狀，闡述了液滴成形的基本理論，主要包括靜態(tài)流體柱破碎與動態(tài)流體界面不穩(wěn)定性的相關理論；然后結合玻璃毛細管芯片的特點，分析了滴狀與射流兩種液滴生成模式的主要成因以及液滴動力學中相關無量綱參數(shù)對液滴形成的影響；建立了單乳液滴大小與臨界毛細數(shù)的關系，研究了三相流速對復合液滴大小、內核數(shù)目的影響，為后續(xù)

3、制備大小合適的雙核復合液滴提供一定的理論指導。
　　其次，以理論分析為基礎，采用相場法建立了基于玻璃毛細管芯片系統(tǒng)的單乳液滴生成模型，并針對兩相流速、外相粘度以及表面張力系數(shù)等因素進行仿真，研究它們對液滴大小以及頻率的影響，與理論分析作對比，為實驗研究復合液滴提供了一定的指導。
　　最后，根據(jù)不同的實驗目的，設計并加工了兩種玻璃毛細管芯片，搭建實驗系統(tǒng)；實驗研究了三相流速對復合液滴大小、殼厚以及內核數(shù)目的影響，驗證理論分析的