气泡在研发、工程、医疗诊断和成像造影剂中的用途越来越多。在食品工业中,它们被用于制作质地,或减肥。在其他地方,它们被用于洗涤剂和清洁产品,以提供关键活性成分,在石油工业中用于天然气回收,在材料科学中用于合成介孔材料,并在临床应用中用于靶向药物输送。
微米尺度气泡的产生是微流控领域中一个日益受到关注的领域。它为高度控制的配方(如气液和气液乳化液)的液体/流体划分开辟了新的机会。与气泡密切相关的是泡沫,它是由液体或固体中的气穴形成的。在大多数泡沫中,气体体积很大,液体或固体薄膜将气体区域隔开。
一言以蔽之,是的!乳状液滴大小会影响热巧克力和蛋黄酱等乳状液释放出的风味和芳香。尺寸还影响药物或农药的输送和释放速度,以及治疗之间所需的时间长度。
微流体提供了一种工具,可以在微通道几何结构中操纵液体、气体、液滴、细胞和颗粒。当液滴通过特定的切屑几何形状被推入载液中时,液滴的生成涉及控制喷射到滴落的转变。使用表面活性剂稳定液滴,以避免凝固和分离。
微流控技术的诸多优点之一是能够创建三维流型,实现对不混溶和混溶流体混合的精确控制。气体可用于在液滴或液珠内创造好氧或厌氧条件,或改变密度。
传统的气泡生成方法依赖于喷嘴将气体排放到静态流体中,或在表面活性剂存在下搅拌混合气体和液体。这些泡沫生产方法通常产生多分散介质,其中存在的气体形成许多不同大小的气泡。具有可控尺寸的气泡的可靠生产被认为是一个具有挑战性的过程;仍然需要一种广泛、低成本和节能的生产方法。
微流体能够将气相的体积分数从零调整到一。流体通过微流控芯片装置的流速决定了气泡的形成机理。微流控装置能够产生直径从几微米到几十微米、尺寸分布窄的均匀气泡。
使用流动聚焦方法产生气泡取决于气相和液相(载体)之间微流控芯片连接处的压力平衡。为了制造尺寸可调的气泡,气体压力保持恒定,载体压力变化。这改变了微流控芯片连接处的载气压力比,载气相的流动也随之改变。
气泡频率的粗略估计为每秒10到1000个气泡。通常,总流量越大,气泡生成率越高。但是,增加气体压力(或降低液体压力)会产生较大的气泡。降低气体压力(或增加水压)会产生更小的气泡。
万博外围LOL白云石的单乳液系统是产生气泡的完美解决方案,因为它们利用微流控方法直接生成单分散液滴或乳液,无需进一步处理。它们可用于生成大小为2至200µm的液滴,完全控制引入的气体量,从而在疏水和亲水环境中形成气泡。
微米大小气泡的生产方法和泡沫生产研究的初始操作条件。
演示直径在6µm至40µm范围内产生单分散气泡的方法。
本出版物强调了微气泡产生的理论基础和内部方法。