基于微流控芯片的液滴分離方法與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、由于在一些領(lǐng)域內(nèi)微液滴的應(yīng)用越來(lái)越廣，所以在微流控技術(shù)方式下的液滴生成技術(shù)及其應(yīng)用引起了越來(lái)越多的關(guān)注。微液滴的產(chǎn)生具有很多的影響因素，本論文主要是根據(jù)Comsol仿真，討論了生成微液滴大小的幾個(gè)影響因素，進(jìn)行了芯片的設(shè)計(jì)和制備以及進(jìn)樣器的開(kāi)發(fā)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行液滴大小的分析總結(jié)，和仿真進(jìn)行對(duì)比。
　　首先，本論文介紹了微流控芯片的現(xiàn)狀和發(fā)展前景以及微液滴的應(yīng)用和發(fā)展，還有一些微流控芯片基本理論和微尺度多相流液滴形成理論，為軟件仿真

2、進(jìn)行一個(gè)理論指導(dǎo)，并對(duì)微液滴實(shí)驗(yàn)提供理論依據(jù)。
　　其次，采用Comsol軟件仿真微液滴的形成過(guò)程，得到微通道的寬深比設(shè)置為1時(shí)，流體的流速增加最慢，流體流速最快，易于液滴的生成；確定了液滴生成的范圍；總結(jié)連續(xù)相和離散相流速、恒定流速比下總流速對(duì)液滴大小的影響，當(dāng)離散相流速固定時(shí)，連續(xù)相流速的增加，液滴的尺寸逐漸變??；當(dāng)連續(xù)相流速一定時(shí)，離散相的流速的增加，液滴的尺寸逐漸增加，但是增加到一定程度也會(huì)趨于下降趨勢(shì)；當(dāng)兩相流流速比恒定

3、時(shí)，總流速的增大，液滴尺寸也逐漸減小。
　　最后，設(shè)計(jì)了具有收口結(jié)構(gòu)的十字交叉型微通道結(jié)構(gòu)，通過(guò)微絲法制備PDMS材料的圓形通道的芯片，利用刻蝕法制備玻璃材料的方形通道的芯片，完成了微流控芯片的進(jìn)樣器的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)。通過(guò)十字型微流控芯片進(jìn)行微液滴生成實(shí)驗(yàn)，總結(jié)和概括了液滴的生成區(qū)域，連續(xù)相和離散相流速、恒定流速比下總流速對(duì)液滴大小的影響，基本上和仿真結(jié)果一致。
　　綜上所述，基于十字交叉結(jié)構(gòu)的微流控芯片，可有效地按需生成微液滴