液体-液体微分散滴滴微反应器的合理设计,用于可控合成高度均和单分散的德克斯微球

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 微流体工程 微流体工程
• 聚合物化学 聚合物化学

背景情况:

• 水凝微球是生物学和医学中至关重要的生物相容材料.
• 传统的制备方法 (乳化,) 产生了尺寸分布广泛,单分散性差,机械强度不足的微球.
• 现有的方法具有狭窄的操作条件,限制了它们在复杂应用中的使用.

研究的目的:

• 开发一个微流体平台,用于合成高度均和单分散的德克斯水凝微球.
• 为了研究滴滴形成,界面演变和卫星滴滴行为在T形微通道.
• 建立用于预测滴滴大小的数学模型,并定义稳定的操作条件.

主要方法:

• 设计和制造一个T形阶段式微通道与侧面微通道.
• 探索液体-液体分散机制和界面动态.
• 微滴生成与UV光固化相结合,用于水凝微球合成.
• 对影响滴滴和微球大小的操作参数进行系统研究.

主要成果:

• 成功合成了具有出色单分散性和机械强度的均德克斯水凝微球.
• 通过控制毛细血管数量 (0.006-0.742) 来证明可调节的微球大小 (50-300μm).
• 开发数学预测模型,用于在三种不同的流动模式下测量液滴大小.
• 确定稳定的运行条件和流量模式,以实现强大的微型反应器设计.

结论:

• 开发的微流体平台为准备功能性聚合物微球提供了一种简单有效的方法.
• 与传统方法相比,这种方法显著提高了微球的均性,单分散性和机械性能.
• 该研究为创建用于微球合成的强大的微反应器提供了关键的设计准则.