导读：
近期，南京航空航天大学张家铭教授团队联合盐城市第三人民医院副院长张亚军团队，开发出一种模块化且具有成本效益的液滴微流体装置，旨在实现复杂乳液的可控生成，其具有易于维护和可扩展的特点，有望在物理学、化学和生物学等领域得以广泛应用。相关研究以“A Modular and Cost-Effective Droplet Microfluidic Device for Controlled Emulsion Production”为题目发表于期刊《Polymers》。
本文要点：
1、本研究开发了一种模块化且具有成本效益的液滴微流控装置，用于控制复杂乳液的生成，包括油水单乳液和具有不同数量封装液滴的双乳液。
2、通过更换平针和调整针头在轴向加速共流场中的位置，可以精确控制液滴尺寸。
3、该模块化设备不仅便于维修和维护，还大大降低了制造成本，为广泛应用微流控技术提供了一种简单有效的解决方案。
该模块化微流控设备通过以下几种方式来控制产生的液滴尺寸：
1、更换不同尺寸的平针。设备使用可替换的平针作为液滴生成的核心部件。通过更换不同内径的平针（如34G和30G），可以生成不同尺寸的液滴。
2、调节针头在收敛通道中的位置。设备采用了一种轴向加速的共流场结构，通过调节平针在收敛通道中的位置，可以进一步微调液滴尺寸，无需改变流体参数。
3、调节连续相和分散相的流量比。通过调节连续相和分散相的流量比，可以显著改变产生的液滴尺寸。随着流量比的增加，液滴尺寸会逐渐减小。
这种基于平针的模块化微流控系统相比传统方法具有以下几个优势：
1、成本效益：该系统采用模块化设计，使用成本低廉的平针作为关键组件，降低了整体制造成本。
2、易于维护和修复：与传统的单体微流控设备不同，模块化设计允许用户在设备发生堵塞或损坏时，快速拆卸和更换相应部件，避免了整体设备失效的问题。
3、灵活调节液滴尺寸：通过更换不同尺寸的针头或调节针头在收敛通道中的位置，可以灵活调节产生的液滴尺寸，满足不同应用需求。
4、简化的制造过程：模块化设计简化了微流控芯片的制造过程，减少了对复杂设备和高技术培训的需求，使得即使是没有经验的用户也能轻松操作。
5、无需表面处理：该设备的创新设计可以防止内相液滴粘附于通道壁，从而简化乳液的生成过程，用户无需进行额外的表面处理。
6、多功能性：该系统支持在同一设备中生成油包水（W/O）和水包油（O/W）单乳液，并且可以轻松扩展以生成具有不同数量封装液滴的复杂双乳液。
这些优势使得基于平针的模块化微流控系统在乳液生成中更具吸引力，促进了液滴微流控技术的广泛应用。
图1.用于产生单乳液的模块化微流体装置。
图2.W/O和O/W单乳液的生成。
图3.通过不同针头生成液滴。
图4.在不同针头位置生成液滴。
图5.液滴尺寸分析。
图6.用于产生双乳液的模块化微流体装置。
图7.生成包封不同数量液滴的双乳液。
论文链接：https://doi.org/10.3390/polym16060765
