Videnskab
 science >> Videnskab >  >> nanoteknologi

Forskere udvikler brugerdefinerbare mikrofluiddyser til at generere komplekse emulsioner

Skematisk over modulerne og repræsentativ samling af enhed til fremstilling af forskellige typer emulsioner. Kredit:SUTD

Dråber eller emulsioner er meget udbredt inden for lægemiddellevering, kemisk analyse, biologiske analyser og materialesyntese. Emulsioner kan skabes ved hjælp af en mikrofluidisk enhed, der tillader generering af dråber af en fase, der er spredt i en ublandbar fase. I modsætning til bulkemulgeringsproces, mikrofluidiske enheder giver mulighed for kontrolleret generering af dråber med høj monodispersitet.

Mikrofluidiske dråbegeneratorer fremstilles ved forskellige metoder, herunder fotolitografi, manuel samling af fluidiske enheder og 3-D print. Det er udfordrende at opnå en balance mellem let fremstilling af enheder og kompleksiteten af ​​fremstillede emulsioner. Det er af stor interesse at udvikle en tilpasselig dråbegenerator, der kan producere emulsioner af varierende størrelse og kompleksitet. Sådanne anordninger kan anvendes til forskellige anvendelser til fremstilling af specialfremstillede emulsioner. Til denne ende, forskere fra Singapore University of Technology and Design (SUTD) udviklede en modulær tilgang til at fremstille mikrofluidiske aksesymmetriske dråbegeneratorer med forskellige moduler af 3-D-printede fittings, nåle og rør.

En enkelt enhed blev fremstillet ved koaksialt at justere en 3-D printet forbindelse og nål fastgjort med elastiske rør. Plug-and-play-fremstillingen af ​​disse enheder muliggjorde nem rekonfiguration og tilpasning. Hvert modul i enheden kan ændres individuelt, og yderligere moduler kan nemt fastgøres for at variere typen af ​​emulsioner. Dråber med varierende diametre kan fremstilles ved at skifte nåle fastgjort til enheden, og forskerne har opnået en minimumsdiameter på 332 ± 10 μm for nålen med standard indvendig diameter på 60 μm. Enhederne blev udvidet i serielle og parallelle retninger ved at bruge passende fittings, der producerede dobbelte emulsioner og Janus-partikler.

"Ved at bruge enkle beslag og billige enheder, vi var i stand til hurtigt at prototype enheden på en plug-and-play måde. Vi demonstrerede enhedernes tilpasningsmuligheder ved at producere enkle og komplekse emulsioner ved at samle flere moduler sammen, " sagde SUTD adjunkt Michinao Hashimoto.

Dette værk er udgivet i RSC går videre . Sindhu Vijayan, en kandidatstuderende ved SUTD, også deltaget i dette forskningsprojekt.


Varme artikler