乳液（emulsions）是兩種或兩種以上互不相溶液體的混合物，其中，離散相以液滴的形式分布于連續(xù)相中。雙乳液（double emulsion）則是一種分散相液滴中包裹著更小液滴的高度結(jié)構(gòu)化流體，外液滴在內(nèi)液滴的周圍形成了一層屏蔽層，有效地隔離了內(nèi)液滴與連續(xù)相，如下圖所示。

雙乳液又被稱為乳液中的乳液或包裹性液滴，常見的類型主要分為W/O/W型和O/W/O型。以下圖的O/W/O型為例，內(nèi)部分散相和外部分散相為油相，中間相為水相，這種結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為油包水包油型雙重乳液。

雙乳液滴的主要優(yōu)勢(shì)：

（1）雙乳液滴內(nèi)部可以進(jìn)行多種生物、化學(xué)反應(yīng)，所需樣品試劑量少、消耗低；

（2）在一定的工作條件下，雙乳液滴的尺寸、數(shù)量可控，且可定量地分析內(nèi)部的反應(yīng)條件和結(jié)果；

（3）雙乳液滴作為一個(gè)封閉的反應(yīng)體系，避免了反應(yīng)物濃度的改變以及不同反應(yīng)之間的交叉污染；

（4）微乳滴的尺寸小，比表面積較大，傳質(zhì)、傳熱效率高。

憑借這些特定的優(yōu)勢(shì)，雙乳液滴廣泛地應(yīng)用于化妝品、藥物生產(chǎn)、細(xì)胞醫(yī)學(xué)、食品科學(xué)、石油工業(yè)、化學(xué)合成、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

目前，雙乳液滴的制備有傳統(tǒng)的化學(xué)乳液合成法和微流控制備方法，微流控制備雙乳液滴從液滴成型方式上可以分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。主動(dòng)式需要使用磁力、激光等外界動(dòng)力進(jìn)行乳化，對(duì)設(shè)備和成本要求較高。被動(dòng)式可以通過微通道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和多相流的流速控制來控制流場(chǎng)，從而使兩相流在界面張力、黏性力以及慣性力等綜合作用下完成乳化。被動(dòng)式制備雙乳液的工藝主要有協(xié)流式（同軸流）、交叉流式以及流動(dòng)聚焦式，如下圖所示。

其中，協(xié)流式或同軸流方法主要是由多個(gè)共軸的微通道組成，其中，連續(xù)相包裹分散相呈同軸流動(dòng)，相界面在R-P不穩(wěn)定性的作用下產(chǎn)生波動(dòng)，進(jìn)而破裂形成液滴。當(dāng)同軸流芯片的各個(gè)通道在同一個(gè)軸線上時(shí)，雙乳液滴的尺寸均勻性和生成頻率才能達(dá)到最優(yōu)。當(dāng)前，同軸流芯片主要采用玻璃毛細(xì)管進(jìn)行搭建。交叉流式主要是基于T形結(jié)構(gòu)的微通道，其中，內(nèi)流體以一定的角度進(jìn)入外流體，在外流體的剪切力作用下將產(chǎn)生動(dòng)量失穩(wěn)，破碎成小液滴，連續(xù)的兩個(gè)T形通道就能實(shí)現(xiàn)雙重乳液的制備。流動(dòng)聚焦式主要是十字型結(jié)構(gòu)的芯片，主要是利用了毛細(xì)不穩(wěn)定性來乳化液滴。如上圖c中所示，由伯努利方程可知在窄縮口處流體流速會(huì)急劇增大，導(dǎo)致外相流對(duì)內(nèi)相流對(duì)稱的剪切力作用的增大，流體在窄縮口的擠壓下產(chǎn)生聚焦效果完成乳化。