利用六口微流控器件在拉伸流中实现液滴的受控碰撞

两分散液滴在悬浮液基体中的碰撞是聚并的第一步。然而，为量化聚并速率，碰撞构型应可定义且诱发碰撞的力应可测量。我们提出一种策略，利用六口微流控通道中的流体动力将两液滴导向拉伸流中的碰撞。通过在控制回路中采用解析解，所需的流向速率可通过单一控制参数确定以将液滴导向各自目标点。该参数 $\chi^{*}$ 是一个无量纲时间尺度，能以两种方式操纵液滴：1) 启用全部六口以产生带两个驻点的流场（$\chi^{*}\ll1$），或 2) 停用部分端口并通过剩余活跃端口产生线性拉伸流（$\chi^{*}\gg1$）。我们确定了更适于六口微流控通道中 Hele-Shaw 液滴碰撞的特定取向。基于上述策略，我们设计并对硅油中半径约 100 $\mu$m 的 Hele-Shaw 全氟癸烷液滴实施了受控的对头碰撞与擦碰。考虑 Hele-Shaw 液滴间流体动力相互作用对流场扰动的流场解析解采用保角映射技术给出。两 Hele-Shaw 液滴在对头碰撞以凹陷模式进行时的聚并时间被发现与流体动力流的应变率无关。