《微流體控制技術製備單分散Janus微粒的研究》是依託中國科學技術大學，由常振旗擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：微流體控制技術製備單分散Janus微粒的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：常振旗
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目用微流體控制技術無皂製備尺寸及形貌可控的單分散Janus微粒。研究包括:設計構造可拆裝的毛細管微流體控制系統,在三維尺度上操控Janus液滴的形成與運動。研究形成Janus液滴的多種液體間的相行為與Janus微粒形貌的關係，闡明單分散性Janus液滴形成機理。通過實驗詳細研究流體的流動速度、粘度、表面張力及微流體控制裝置的物理結構等參數對Janus微粒組成及形貌的影響,以此獲得有效的描述Janus微粒尺寸與相應的微粒製備參數間關係的經驗公式,實現Janus微粒的尺寸及形貌的完全可控制備。並在本項目設計的微流體控制技術平台上進行製備電荷異性，磁性異性，極性異性，光學異性的單分散Janus微粒的研究，為製備各向異性的單分散微粒提供一個有效的、可行的方法。特別是利用本項目中微流體控制體系的特點,實現核-殼結構的Janus微粒的合成。
結題摘要
Janus微粒具有的各項異性特性使其在生物、化學、電子等領域有著廣泛的套用，實現Janus微粒的可控制備是其能夠實際套用的基礎。本項目以商品化的毛細管等零部件設計構造了多種毛細管基的微流體控制系統用於各種Janus微粒的可控制備，克服了晶片式微流體控制系統的一些不足之處，具有工業化套用前景。項目設計的流體聚焦型毛細管微流體控制系統突破商用毛細管的尺寸限制，可以顯著降低微粒粒徑製備下限。項目充分利用毛細管材質多樣性特點設計構造了由親、疏水多毛細管組成的微流體控制系統，成功實現單核及多核的Janus核-殼結構微粒的可控制備。項目分別設計製備出單分散性的有機矽樹脂-氧化鐵/聚丙烯酸酯磁性異性Janus微粒、炭黑/聚四氟乙烯電荷及光學異性Janus微粒、聚丙烯醯胺/聚丙烯酸酯和聚乙烯醇/聚丙烯酸酯極性異性Janus微粒並表征了它們各項異性的性質。項目詳細研究了Janus微粒的可控制備，Janus微粒的尺寸、兩半球的體積比及表面積比可通過調控微流體的流量、粘度及界面張力實現可控改變，研究獲得的S1/S2 = 0.88Q1/Q2 - 0.737γd + 1.36經驗方程式可以用於指導預設的兩半球表面積之比的Janus液滴的合成。項目獲得的研究結果為可控制備單分散性Janus微粒提供了一種有效的方法。
