3D打印微流道液滴发生器

四路并行,液滴频率近3万赫兹

通过低成本3D打印的平行放大微通道,在射流模式下实现高通量均匀液滴生成,远超传统滴流模式的微流控器件,并可连续制备粒径单分散的聚苯乙烯微球。

Zhang, Shenglong · 王凯 · 骆广生

Particuology 2023

参数信息

液滴生成频率
2.8 ×10⁴ Hz
液滴平均直径
32–52 μm
液滴直径变异系数
4.5–8.4 %
聚苯乙烯微球直径
16.9–23.5 μm
微球直径变异系数
5.0–8.6 %

技术优势

频率高出一个量级

射流模式下仅四个并行发生器就达到2.8×10⁴ Hz,而滴流模式的并行微流控器件效率远低,因此制备相同数量液滴所需时间大幅缩短。

制造成本低

器件由3D打印制成,无需昂贵的微加工设备或洁净室,使高通量液滴生成装置更容易被普通实验室搭建和使用。

流量波动不敏感

射流模式下液滴生成对连续相流量偏差不敏感,四个并行通道无需精确匹配流量即可稳定工作,降低了系统控制要求。

单分散性保持好

聚合后聚苯乙烯微球直径变异系数仅5.0%–8.6%,说明两步聚合过程未破坏液滴模板的均匀性,产物可直接用于需要窄粒径分布的应用。

应用场景