微通道突扩处包覆微液滴的自组装

我们报道了在微流控通道突扩处包覆液滴自组装成规则簇的观察结果。在通道扩张上游产生了由规则排列的包覆微液滴组成的双重乳液，从而可通过施加不同的入口压力来改变液滴间距、液滴长度、速度和包覆厚度，尽管不是独立地。只要扩大后的通道仍具有足够限制性以禁止双列传播，液滴便可在扩张处依次组装成规则的线性簇。液滴通过其包覆膜与前方液滴组的包覆膜聚并而加入簇中。当液滴在扩张处接近至临界距离时，在液滴列内的流体动力学相互作用作用下发生这种聚并。由于聚并过程中液滴组装的重构增大了与后续液滴的距离，从而获得由有限数量液滴组成的簇。减小液滴间距会增大簇尺寸，直至达到最大值，超过后形成连续簇。在简单模型中形式化这些观察结果表明，任何尺寸的簇都是可能的，但它们出现在越来越窄的参数值范围内。我们的实验观察表明，背景实验涨落实际上限制了最大离散簇尺寸。这种自组装方法为在单一包覆膜中封装多个核提供了一种比流动聚焦更稳健的替代方案，并通过解除簇的限制具有构建更复杂胶体构筑块的潜力。