【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微流控制备新型材料领域，更具体的说，本专利技术涉及一种基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法。
技术介绍
1、微流控装置产生的单固核固水油液滴在生物化学领域、药物递释、功能材料和惯性约束聚变(icf)实验中具有广泛的应用。尤其在icf内爆实验中，最常用的双层微球，其前驱体即是单固核固水油液滴。由于内爆实验所用的前驱体固核，是对球形度、壁厚均匀性和表面光洁度有极其严格要求的高精度聚苯乙烯(ps)空心微球，因此在制备单固核固水油液滴的过程中，提高高精度空心微球的利用率具有重要意义。
2、现有技术已经能够通过协流式、交叉流式和流动聚焦式通道产生单固核固水油液滴。然而，在使用这些方法制备单固核固水油液滴的过程中，双固核固水油液滴的产生是不可避免的，这大大降低了高精度空心微球的利用效率。同时，制备薄液膜的单固核固水油液滴需要较大的连续相流速，这容易使固水油液滴系统失稳，导致空心微球与液膜产生分离，即固核脱包覆。而产生双固核固水油液滴需要连续相流速较小，如果能将双固核固水油液滴均匀分裂，则可以获得稳定的薄液膜单固核固水油液滴。因此，如何实现双固核固水油液滴到单固核固水油液滴的可控分裂，是提高高精度空心微球利用率和icf靶球制备效率的关键。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
2、为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，包括以下步骤：
4、步骤二、用滴管吸取浸泡于超纯水中的高精度聚苯乙烯(ps)空心微球于烧杯中，将水吸净后滴入聚乙烯醇(pva)溶液，浸泡一段时间后作为分散相使用，然后配置邻苯二甲酸二丁酯(dbp)和癸二酸二辛酯(dos)混合的油相溶液作为连续相使用；
5、步骤三、搭建复合微流控平台，利用注射泵控制分散相和连续相的流速，在t型微通道处连续生成双固核固水油液滴，并在y型微通道处分裂成两个单固核固水油液滴。
6、优选的是，所述步骤一中，复合微流控芯片的入口包括分散相通道入口和连续相通道入口，微流控芯片的通道为方形，通道边长为1mm，通道边长与ps空心微球直径的关系为：ps空心微球直径+100μm≤通道边长≤2倍ps空心微球直径，不锈钢毛细管内径≥ps空心微球直径+100μm，不锈钢毛细管外径＜通道边长。
7、优选的是，所述步骤一中，t型微通道可替换为十字通道或y型微通道，y型微通道角度为10°～180°。
8、优选的是，所述步骤一中，制备t型微通道+y型微通道复合微流控芯片时，在t型微通道与y型微通道间加入蛇形微通道。
9、优选的是，所述步骤二中，高精度聚苯乙烯(ps)空心微球的直径为750±5μm。
10、优选的是，所述步骤二中，聚乙烯醇(pva)溶液浓度为2wt％，聚乙烯醇(pva)的分子量13000～23000，水解度87～89％。
11、优选的是，所述步骤二中，邻苯二甲酸二丁酯(dbp)和癸二酸二辛酯(dos)的体积比为140～150:60～70。
12、优选的是，所述步骤三中，搭建复合微流控平台的具体方法为：取玻璃毛细管，用酒精喷灯灼烧玻璃毛细管的一端，使其内径小于ps空心微球直径以产生限位效果，将烧制过的这一端插入ptfe软管，将分散在pva溶液中的ps空心微球吸入玻璃毛细管中，然后另用一段ptfe软管将玻璃毛细管未烧制的一端与分散相通道入口的不锈钢毛细管连接，再使用另一段ptfe软管将油相溶液与连续相通道入口的不锈钢毛细管连接；然后将所有ptfe软管未连接的一端分别连接于不同的注射泵。
13、优选的是，所述步骤三中，分散相与连续相流量之比为0.89～1.6:1。
14、优选的是，所述步骤三中，搭建复合微流控平台时，玻璃毛细管可替换为不锈钢毛细管，酒精喷灯烧制限位可替换为机械压扁限位，玻璃毛细管外径与不锈钢毛细管一致，内径不超过不锈钢毛细管。
15、本专利技术至少包括以下有益效果：
16、(1)本专利技术采用t型微通道得到双固核固水油液滴，避免了直接产生单固核固水油液滴过程中混杂双固核固水油液滴的问题，提高了高精度固核的使用效率，同时产生双固核固水油液滴的小连续相流速，保证了后续液滴的稳定性，使得收集到的单固核固水油液滴更不容易脱包覆。
17、(2)本专利技术通过调节各相流速，可在一定范围内控制生成的双固核固水油液滴大小，从而控制在y型微通道处分裂后的单固核固水油液滴大小，且得到的单固核固水油液滴尺寸均匀，单分散性良好；且在t型微通道与y型微通道间加入蛇形微通道用于稳定液滴形状。
18、(3)本专利技术的复合微流控芯片可重复利用，操作简单，易大批量生产。
19、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，所述步骤一中，复合微流控芯片的入口包括分散相通道入口和连续相通道入口，微流控芯片的通道为方形，通道边长为1mm，通道边长与PS空心微球直径的关系为：PS空心微球直径+100μm≤通道边长≤2倍PS空心微球直径，不锈钢毛细管内径≥PS空心微球直径+100μm，不锈钢毛细管外径＜通道边长。
3.如权利要求1所述的基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，所述步骤一中，T型微通道可替换为十字通道或Y型微通道，Y型微通道角度为10°～180°。
4.如权利要求1所述的基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，所述步骤一中，制备T型微通道+Y型微通道复合微流控芯片时，在T型微通道与Y型微通道间加入蛇形微通道。
5.如权利要求1所述的基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，所述步骤二中，高精度聚苯乙烯空心微球的直径为750±5μm。
6.如权利要求1所述
7.如权利要求1所述的基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，所述步骤二中，邻苯二甲酸二丁酯和癸二酸二辛酯的体积比为140～150:60～70。
8.如权利要求1所述的基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，所述步骤三中，搭建复合微流控平台的具体方法为：取玻璃毛细管，用酒精喷灯灼烧玻璃毛细管的一端，使其内径小于PS空心微球直径以产生限位效果，将烧制过的这一端插入PTFE软管，将分散在PVA溶液中的PS空心微球吸入玻璃毛细管中，然后另用一段PTFE软管将玻璃毛细管未烧制的一端与分散相通道入口的不锈钢毛细管连接，再使用另一段PTFE软管将油相溶液与连续相通道入口的不锈钢毛细管连接；然后将所有PTFE软管未连接的一端分别连接于不同的注射泵。
9.如权利要求1所述的基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，所述步骤三中，分散相与连续相流量之比为0.89～1.6:1。
10.如权利要求8所述的基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，所述步骤三中，搭建复合微流控平台时，玻璃毛细管可替换为不锈钢毛细管，酒精喷灯烧制限位可替换为机械压扁限位，玻璃毛细管外径与不锈钢毛细管一致，内径不超过不锈钢毛细管。
...【技术特征摘要】
1.一种基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，所述步骤一中，复合微流控芯片的入口包括分散相通道入口和连续相通道入口，微流控芯片的通道为方形，通道边长为1mm，通道边长与ps空心微球直径的关系为：ps空心微球直径+100μm≤通道边长≤2倍ps空心微球直径，不锈钢毛细管内径≥ps空心微球直径+100μm，不锈钢毛细管外径＜通道边长。
3.如权利要求1所述的基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，所述步骤一中，t型微通道可替换为十字通道或y型微通道，y型微通道角度为10°～180°。
4.如权利要求1所述的基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，所述步骤一中，制备t型微通道+y型微通道复合微流控芯片时，在t型微通道与y型微通道间加入蛇形微通道。
5.如权利要求1所述的基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，所述步骤二中，高精度聚苯乙烯空心微球的直径为750±5μm。
6.如权利要求1所述的基于液滴分裂制备单固核固水油液滴的方法，其特征在于，所述步骤二中，聚乙烯醇溶液浓度为2wt％，聚乙烯醇的分子量13000～23...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，蒋显一，张占文，刘梅芳，史瑞廷，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。