發(fā)布時(shí)間：2021-02-24 03:30

　　近年來(lái)在生物、材料化學(xué)、食品安全與醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域,用高品質(zhì)高通量的雙乳微液滴、囊泡、膠囊具有非常廣泛的應(yīng)用背景。由于傳統(tǒng)的雙乳液滴的制備方法是通過(guò)混合攪拌產(chǎn)生的雙乳液滴,但雙乳液滴的均一性和分散性無(wú)法得到保證。后來(lái)許多研究者發(fā)現(xiàn),微流控芯片可以制備出雙乳狀液滴。制備出的成品具有良好的球形度、高分散性、高通量和良好的穩(wěn)定性。這種新的制備雙乳液滴的方法不但品質(zhì)有保證而且消耗的材料比較少。最近幾年來(lái)不少研究者對(duì)微流控制備法做了很多的研究,開(kāi)闊了工程熱物理尺度多相流學(xué)科新的研究方向與前沿研究熱點(diǎn)。本文使用VOF（Volumeof Fluent Model）相界面跟蹤方法,建立了協(xié)流式微通道的數(shù)學(xué)模型。通過(guò)Fluent（計(jì)算流體力學(xué)分析軟件）模擬研究在協(xié)流式微通道中生成雙乳液滴的過(guò)程。給出了兩種典型（射流與滴流）的流型;分析了流動(dòng)狀態(tài)、不同粘度比和不同表面張力系數(shù)對(duì)雙乳液滴生成方式和液滴尺寸的影響。給出了產(chǎn)生穩(wěn)定液滴的臨界范圍,以及產(chǎn)生最佳雙乳液滴工況。同時(shí)設(shè)計(jì)并制作出協(xié)流式微通道芯片,并制備觀察了典型的兩種形態(tài)的雙乳液滴。對(duì)比了無(wú)振動(dòng)產(chǎn)生的雙乳液滴,還采用在添加激勵(lì)源在三相入口處方式對(duì)雙乳液滴... 

【文章來(lái)源】：廣州大學(xué)廣東省

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)雙乳液滴生產(chǎn)工藝流程

第1章緒論3滴的大小和數(shù)量，并對(duì)內(nèi)反應(yīng)條件和結(jié)果進(jìn)行了定量分析。液滴尺寸小，比表面積大，傳質(zhì)和傳熱效率高。一些特殊形式的雙乳液滴可作為核殼微膠囊/微粒的模板，多分散度可有效控制在1%-5%[13]。一些研究者還制備出了多層多核的的高階乳化液滴[14]、具有多核的雙乳液滴[15]等，如圖1-3。圖1-3采用微流控設(shè)備制備的雙乳液滴Fig.1-3Doubleemulsiondropletspreparedbymicrofluidicdevices通過(guò)研究雙乳狀液的制備和分析其中液滴乳化斷裂成生的機(jī)理具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和工程應(yīng)用前景。在本章中，通過(guò)多方面的對(duì)比分析，對(duì)雙乳液滴制取技術(shù)和研究雙乳液滴理論和實(shí)驗(yàn)研究做一個(gè)全面的梳理，更加直觀易懂。1.2研究現(xiàn)狀雙重乳液的制備和運(yùn)用是眾多交差學(xué)科的熱點(diǎn)研究之一。國(guó)內(nèi)外許多研究者也做了很多相關(guān)方面的研究，本小節(jié)將對(duì)目前研究現(xiàn)狀做一個(gè)概述。由于雙乳狀液滴的制備分為無(wú)附加場(chǎng)和附加場(chǎng)兩種方法，故本節(jié)將對(duì)這兩個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)。

第1章緒論5之間相減少了通道壁面接觸，從而使得降低壁面潤(rùn)濕性對(duì)成生液滴造成的影響。圖1-4示為流動(dòng)聚焦三維結(jié)構(gòu)和形成的射流流型。圖1-4液體-氣體方式的流動(dòng)聚焦結(jié)構(gòu)、射流的流型Fig.1-4Liquid-airflowfocusingstructure，liquidflowpatternandfragmentationpattern在對(duì)射流的研究中，基于兩液相間的無(wú)黏流動(dòng)和忽略二者表面張力的假設(shè)，推導(dǎo)出了小孔出口處射流直徑的近似表達(dá)式：1/41/228ljlgdQP(1-1)其中l(wèi)和lQ分別表示流體的密度和流量，gP表示為驅(qū)動(dòng)的氣體在小孔上下游位置的氣壓之差。Rosell等人[21]上述直徑表達(dá)式進(jìn)行了一階和二階的修正；Ganan-Calvo等人[22]在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在小孔位置處射流尾部的動(dòng)能密度與外部驅(qū)動(dòng)氣體幾乎一樣，其表達(dá)式如下所示：22/2/2llggUU(1-2)其中g(shù)表示為氣體密度，lU和gU分別表示為實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件下的射流和周?chē)鷼怏w的平均流速。研究表明當(dāng)gU過(guò)大超出臨界范圍時(shí)時(shí)，圖1-4中射流流型將呈現(xiàn)出螺旋形狀。關(guān)于錐射流過(guò)程的不同演變問(wèn)題，Vega等人[23]同樣研究了錐形、射流的不穩(wěn)定模式以及射流的穩(wěn)定流型轉(zhuǎn)態(tài)。Si等人[24]詳細(xì)實(shí)驗(yàn)研究，得出了這幾種不同流型下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1-5。圖1-5液體-氣體流動(dòng)聚焦中幾種典型的流型[24]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]剪切流中乳液碰撞動(dòng)力學(xué)行為研究[D]. 王程遙.東南大學(xué) 2016
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碩士論文
[1]振動(dòng)激勵(lì)下十字型流動(dòng)聚焦中流型演變及液滴成形研究[D]. 徐勇程.廣州大學(xué) 2019
[2]液滴微流控用于單細(xì)胞包裹和數(shù)字化PCR[D]. 李越.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[3]液滴包裹與分選微流控芯片研究[D]. 吳靚.華中科技大學(xué) 2012



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