微液滴操控之一：微滴液融合
與液滴裂分相對(duì)的是液滴的融合，就是將兩個(gè)不同的液滴融合成更大的液滴。為了研究液滴在微通道中的融合過程，研究員使用了粒子圖像測(cè)速技術(shù)(micro-PIV)。研究發(fā)現(xiàn),，液滴的融合是一系列碰撞、界面消耗、界面融合、滲透或者包封過程。在直通道中，液滴運(yùn)動(dòng)受限于通道壁，在液滴融合瞬間后面的液滴滲透到前一個(gè)液滴之中。然而,在分叉通道中，當(dāng)后一個(gè)液滴包封前一個(gè)液滴時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很強(qiáng)的渦流運(yùn)動(dòng)。液滴融合大體可分為兩種方法：一種是電融合法。在電場(chǎng)的作用下，當(dāng)分散相和連續(xù)相之間的導(dǎo)電性和滲透性不同時(shí)，乳液就會(huì)發(fā)生融合。這是因?yàn)闃O化電荷在液滴界面處不斷積累的緣故。當(dāng)極化電荷積累到一定程度時(shí)就會(huì)誘導(dǎo)液滴之間發(fā)生相互作用，從而使液滴變形融合。液滴電融合的過程中電極的幾何尺寸是一個(gè)非常重要的參數(shù)，因?yàn)橐旱蔚淖冃尾粌H和芯片通道的幾何尺寸有關(guān),還與電極有關(guān)。不僅如此，微通道內(nèi)W/O液滴的電融合行為還會(huì)因相的物理性質(zhì)和流體動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的不同而不同。在實(shí)驗(yàn)和理論兩方面同時(shí)論證了在區(qū)域電場(chǎng)下，非接觸性液滴的電融合行為主要取決于連續(xù)相的黏度；接觸性液滴的電融合行為主要取決于液滴的界面張力。液滴融合的另一種方法是水動(dòng)力法。水動(dòng)力法就是在沒有施加外場(chǎng)的條件下，利用微通道獨(dú)特的幾何形狀來實(shí)現(xiàn)液滴融合的方法。通常是使液滴生成下游的微通道結(jié)構(gòu)逐漸變大成三角形或者長梭形，設(shè)計(jì)一個(gè)使流速變慢的梯度區(qū)。當(dāng)液滴流向這個(gè)流速梯度區(qū)時(shí)液滴受到的粘滯阻力逐漸增大，流速變慢,后一個(gè)液滴追趕上來，與前一個(gè)液滴實(shí)現(xiàn)碰撞融合。
標(biāo)簽: 微液滴操控,微滴液融合,微滴液