위상 반전 공동 흐름 장치는 단 분산 높은 점도 방울 방울 마이크로에서 실현 하기 어려운 1 파 위 생성을 보여 줍니다.
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이 논문에서
요약
초록
단 분산 고 점도와 방울의 생성 항상 물방울 마이크로에 도전 하고있다. 여기, 낮은 점성 액체에 균일 한 높은 점도 물방울을 생성 하는 위상 반전 공동 흐름 장치를 설명 합니다. 미세 모 세관 장치 넓은 튜브에 연결 하는 그것의 출구와 일반적인 공동 흐름 구조를가지고 있습니다. 저 점도 액체의 길쭉한 방울 먼저 공동 흐름 구조에 높은 점성 액체에 의해 캡슐화 됩니다. 위상 반전 다음 다음 역에서 출구의 끝에 저 점도 방울의 접착에 의해 유도 된 길쭉한 낮은 점도 방울 낮은 점성 유체에 의해 젖는 취급은, 출구를 통해 흐름 높은 점도 유체 캡슐화 높은 점성 액체에 낮은 점성 액체의 흐름 속도 비율을 변경 하 여 결과 높은 점도 방울의 크기를 조정할 수 있습니다. 높은 점도 11.9 우선권, 글리세롤, 꿀, 녹말, 및 폴리머 솔루션 등까지 점도와 방울의 생성의 몇 가지 전형적인 예를 보여 줍니다. 단 분산 높은 점도 방울 방울-기반 응용 프로그램을, 재료 합성, 약물 전달, 세포 분석 실험, 생명 공학, 그리고 음식 등의 다양 한에서 사용할 수 있는 생성 하는 간단 하 고 간단 접근 방식을 제공 합니다. 공학.
서론
방울의 생성 응용 프로그램, 약물 전달, 재료 합성, 3D bioprinting, 세포 분석 실험, 식품 공학1,2,,34 등의 다양 한 핵심 기술 되고있다 , 5 , 6. t-교차점7,8, 미세 장치 공동1,9, 흐름 또는 흐름 초점10,11 구조는 널리 단 분산을 생성 하는 데 사용 됩니다 단일 에멀젼 방울입니다. 선택 더 점성 연속 위상의 방울12의 형성을 촉진 한다 그리고 연속 및 이산 체액의 점도 일반적으로 0.1 Pa 드롭릿 마이크로13....
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프로토콜
1. 관찰 ~ 500 μ m의 직경을 가진 수성, 높은 점도 방울의 생성 과정에 대 한 위상 반전 공동 흐름 모 세관 장치를 생산 하는.
참고: 여기에 사용 된 사각형 외부 튜브 높은 점도 방울의 생성 프로세스의 이미지입니다. 촬영할 필요가 있는 경우에, 단말기의 단순화 된 버전 2 프로토콜 단계에 따라 만들 수 있습니다.
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모 세관 장치의 어셈블리에 대 한 서로 다른 크기를 가진 3 개의 유리 튜브를 준비 합니다.
- 1.05 m m의 내부 크기 사각 유리 튜브를 타고 그리고 튜브 ~ 4 cm의 조각으로 길이. 이 장치의 외부 튜브를 될 것입니다.
- 라운드 유리 튜브 내경 (아이디)의 580 μ m와 1 m m 외부 직경 (마약)을 길이 튜브 ~ 3 cm의 한 조각 잘라. 이 소자의 중간 관 될 것입니다.
- 아이디와 둥근 유리 튜브를 타고 200 μ m 및 마약 = = 330 μ m 및 길이 튜브 ~ 2 cm의 한 조각 잘라. 이 소자의 내부 관 될 것입니다.
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소수 성 수 중간 튜브의 한쪽 끝의 표면 습윤을 수정 합니다.
- 1 mL 유리 유리병을 받아 고 ....
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결과
그림 1A와 같이 위상 반전, 공동 흐름 구조와 미세 모 세관 장치 단 분산 수성 높은 점도 작은 물방울을 생성 하도록 설계 되었습니다. 그림 1에서 높은 점도 수성 단계는 ηw 의 점도 글리세롤 = 1.4 파; 저 점도 오일 단계는 ηo 의 점성 있는 액체 파라핀 = 0.029 파; 두 단계 사이 표면 장력은 γ = 27.7 mN/m. 중간 관에 길쭉한 기름 방울 캡슐화 할 수 있습니다 잘 제어 떨어지는 모드9,13, 글리세롤에 의해는 글리세롤의 점성 액체 파라핀, 고 모세 숫자, Ca의 그것 보다 훨씬 더 높은 있기 때문에 , 두 단계 전부의 10-4-.......
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토론
위상 반전 공동 흐름 장치 단 분산 높은 점도 물방울을 생성 하는 간단 하 고 똑 바른 앞으로 방법을 제공 합니다. 이 장치 기본 공동 흐름 구조는 출구 출구 배관에 연결 되어 중간 튜브에 삽입 된 튜브의 구성으로 일반적인 공동 흐름 장치에 유사한 구조를가지고 있습니다. 그러나, η > 1 Pa·s의 점도와 높은 점도 방울의 생성에 대 한 위상 반전 공동 흐름 장치 및 일반적인 공동 흐름 장치 사이 두 가지 주요 차이점이 있습니다.
첫째, 일반적인 공동 흐름 장치, 테이퍼 팁과 튜브 사용, 위상 반전 공동 흐름 장치에 바로 안쪽의 튜브를 사용할 수 있는 합니다. 테이퍼 팁 일반적으로 아이디는 20 μ m 및 마약 = = 30 μ m1,8, 피 펫 끌어당기는 보통 테이퍼 팁을 만들 필요가. 위상 반전 공동 흐름 장치에서 라운드 유리 튜브 아이디 = 100-200.......
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공개 사항
저자는 공개 없다.
감사의 글
이 작품은 국립 자연 과학 재단의 중국 (No. 51420105006와 51322501)에 의해 지원 되었다. 우리는 높은 점도 아이디어에 도움이 그의 토론을 위한 다니엘을 감사합니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| VitroTubes 유리관 | VitroCom | 8240 | Square - 미니어처 중공 유리관, I.D.=0.4mm, OD=0.8mm |
| VitroTubes 유리관 | VitroCom | CV2033 | 원형 - 소형 중공 유리관, I.D.=0.2mm, O.D.=0.33mm |
| VitroTubes 유리관 | VitroCom | CV1017 | 원형 - 소형 중공 유리관, I.D.=0.1mm, O.D.=0.17mm |
| VitroTubes 유리관 | VitroCom | Q14606 | 정사각형 - 소형 중공 유리관, I.D.=1.05mm+0.1/-0, OD=1.5mm |
| 표준 유리 모세혈관 | WPI | 1B100-6 | 원형 - 유리관, I.D.=0.58mm, O.D.=1.00mm |
| 글리세롤 | Sinopharm 화학 시약 베이징 | 10010618 | |
| 파라핀 액체 | Sinopharm 화학 시약 베이징 | 30139828 | |
| 폴리(비닐 알코올), PVA-124 | Sinopharm 화학 시약 베이징 | 30153084 | |
| 스팬 80 | 시그마-알드리치 | 85548 | |
| 전분 | 시그마-알드리치 | S9765 | |
| 트리클로로(옥타데실)실란 | 시그마-알드리치 | 104817 | |
| 톨루이딘 블루 O | 시그마-알드리치 | T3260 | |
| 꿀 | 순결한 나무 꿀, 일반 슈퍼마켓에서 구입한 식품 | ||
| DEVCON 5분 에폭시 | ITW | 에폭시 접착제 | |
| 블런트 팁 스테인레스 스틸 분배 바늘 (루어 잠금) | 쑤저우 란보 바늘, 중국 | LTA820050 | 20G x 1/2" |
| 텅스텐 / 카바이드 스크라이버 | Ullman | 1830 | 유리 튜브 절단 |
| 현미경 슬라이드 | 세일 브랜드 | 7101 | 76.2 mm x 25.4 mm, 두께 1 - 1.2 mm |
| 폴리에틸렌 튜빙 | 과학 상품 | BB31695-PE/5 | I.D. = 0.86 mm, O.D. = 1.32 mm |
| 주사기 펌프 | 더 긴 펌프, 중국 | LSP01-1A | 실험에 필요한 3 펌프 |
참고문헌
- Shah, R. K., Shum, H. C., Rowat, A. C., Lee, D., Agresti, J. J., Utada, A. S., Chu, L. Y., Kim, J. W., Fernandez-Nieves, A., Martinez, C. J., Weitz, D. A. Designer emulsions using microfluidics. Mater. Today. 11, 18-27 (2008).
- Park, J. I., Saffari, A., Kumar, S., Günther, A., Kumacheva, E. Microfluidic synthesis of polymer and inorganic particulate materials. Annu. Rev. Mater. Res. 40, 415-443 (2010).
- Heath, J. R., Ri....
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