液滴微流控中新型发生器：增强混合效率与减小液滴尺寸

如今，液滴微流控已广泛用于高通量检测。高效混合对许多应用中的生化反应启动至关重要。液滴形成过程中的快速混合免除了对微混合器的集成需求，而后者会使芯片设计复杂化。此外，物质接触后立即混合可显著提升化学反应及产物的一致性。本研究介绍三种实现高效混合并产生小液滴的创新液滴发生器设计。T-cross 与 cross-T 几何结构结合交叉与 T 型汇合混合机制，提升了混合效率。通过数值模拟，就混合指数、液滴直径与偏心率将这些新几何结构与传统 T 型及交叉型汇合结构进行比较。cross-T 几何结构表现出最高混合指数并产生最小液滴，较 T 型汇合混合指数提升 10%。尽管 T 型汇合在传统发生器中混合效率最佳，但其产生较大液滴，因与微通道壁接触而增加污染风险。因此，cross-T 几何结构因产生显著更小液滴而在多数应用中备受青睐。其他新几何结构也展现出与 T 型汇合相当的混合效率。交叉型汇合混合效率最低，且较 cross-T 几何结构产生更大液滴。因而，在混合效率高且液滴尺寸小均重要的应用中，新几何结构尤其是 cross-T 几何结构是有利选择。