微液滴操控之一：微滴液融合
與液滴裂分相對的是液滴的融合，就是將兩個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，液滴運動受限于通道壁，在液滴融合瞬間后面的液滴滲透到前一個液滴之中。然而,在分叉通道中，當(dāng)后一個液滴包封前一個液滴時，會產(chǎn)生一個很強的渦流運動。液滴融合大體可分為兩種方法：一種是電融合法。在電場的作用下，當(dāng)分散相和連續(xù)相之間的導(dǎo)電性和滲透性不同時，乳液就會發(fā)生融合。這是因為極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就會誘導(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非常重要的參數(shù)，因為液滴的變形不僅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因相的物理性質(zhì)和流體動力學(xué)性質(zhì)的不同而不同。在實驗和理論兩方面同時論證了在區(qū)域電場下，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力法。水動力法就是在沒有施加外場的條件下，利用微通道獨特的幾何形狀來實現(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)計一個使流速變慢的梯度區(qū)。當(dāng)液滴流向這個流速梯度區(qū)時液滴受到的粘滯阻力逐漸增大，流速變慢,后一個液滴追趕上來，與前一個液滴實現(xiàn)碰撞融合。
標(biāo)簽: 微液滴操控,微滴液融合,微滴液
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