非球形颗粒微通道

方波蛇形微通道中非球形颗粒的聚焦与旋转行为，为复杂颗粒分离与操控提供新依据。

Reinecke, Simon R. · Zhang, Zhilang · Rosemann, Tony · Hussong, Jeanette · Kruggel-Emden, Harald

Powder Technology 2024

技术优势

首次揭示非球形颗粒在蛇形通道中的行为规律

此前研究集中于直通道中的非球形颗粒，本研究首次系统模拟了蛇形通道中非球形颗粒的聚焦和旋转行为，填补了这一空白。

非球形颗粒与球形颗粒聚焦相似，但高雷诺数下提前失焦

模拟发现，非球形颗粒与同体积球形颗粒行为相似，但在雷诺数升高时更早失去聚焦，这对高流速下的颗粒操控设计至关重要。

高雷诺数下出现周期性旋转，但失焦后消失

颗粒在超过一定雷诺数后呈现重复的旋转行为，但一旦发生失焦，这种旋转即消失，为理解颗粒动力学提供了新视角。

应用场景

• 微流控颗粒分选：利用非球形颗粒在蛇形通道中的聚焦与失焦规律，优化分选芯片的设计参数，提高分选效率和精度。
• 非球形颗粒操控：通过理解非球形颗粒在复杂通道中的旋转和聚焦特性，设计更有效的操控策略，如定向排列或分离。
• 微纳制造：为微流控芯片的几何设计提供模拟依据，指导制造出更适合非球形颗粒处理的蛇形通道。