微流控液滴行为

微小密度差引发蝴蝶效应

揭示微流控通道中微小密度差异可显著改变液滴运动模式，为微重力环境下液滴精确操控提供新依据。

Li, Dege · Ganggang, Ni · Mengting, Wang · Junyi, Wu · Haining, Zhang · Yingying, Yang · 王鹏辉 · 迟波 · Shuo, Ji · 张彦振 · 张浩 · Wei, Xiaofeng

International Journal of Mechanical Sciences 2025

技术优势

微重力不再被忽视

证明微小密度差在微通道中通过蝴蝶效应显著改变液滴运动，因此在地面实验中必须考虑其影响。

三种模式一次预测

建立的相图直接给出不同工况下液滴是贴壁、悬浮还是弹跳，省去逐点试错。

机理不再是黑箱

揭示了工作参数影响液滴运动的物理机制，为主动调控提供依据。

应用场景

• 微流控液滴操控：利用密度差控制液滴贴壁或弹跳，实现高通量筛选中的精准操控。
• 空间微重力实验：为空间站微重力下液滴行为预测提供相图，避免实验盲目性。
• 精密流体控制：借助微小密度差实现液滴运动模式的切换，无需复杂外场。
• 微流控生化分析：指导设计不易贴壁的通道，降低样品损失和交叉污染。
• 微尺度多相流：揭示微尺度多相流中重力与密度差的耦合机制，丰富基础理论。