微通道中气液液双乳液制备及其结构调控规律研究

项目名称： 微通道中气液液双乳液制备及其结构调控规律研究

项目编号： No.21476121

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 徐建鸿

作者单位： 清华大学

项目金额： 90万元

中文摘要： 本项目围绕微米尺度下多相流动这一前沿科学问题，重点研究微通道中气-液-液双乳液形成的基本规律及其内在机理。研究过程首先设计新型气-液-液微分散设备，构建气-液-液微分散体系，研究气-液-液体系的尺寸及结构变化规律，深入分析双乳液的形成机制并建立数学模型，实现结构和分散尺寸可调控的气-液-液双乳液的制备；进一步采用热力学基本原理并从界面能最小化原理出发，分析气-液-液三相间界面张力关系对其结构稳定性的影响规律。研究目的旨在探讨微通道中气-液-液双乳液的尺寸和结构调控规律，丰富微尺度条件下多相复杂体系流动的基本理论，为发展新型多相微分散过程和设备、实现中空微球的可控制备以及气-液-液传质与反应过程强化提供基础。

中文关键词： 双乳液；微流控；多相流；结构调控；气液液体系

英文摘要： In order to further understand the multiphase flow control in microfluidics, this project presents a novel and simple one-step capillary microfluidic approach for the controllable generation of both G/O/W and G/W/O double emulsions. The effects of the three phase flow rates on the size of the encapsulated microbubble and the thickness of the liquid shell will be systematically studied. The size and structure of the double emulsions would be tuned based on the flowing scaling laws and mathematic models.Finally,the stability of gas-liquid-liquid double emulsions is studied based on the minimum of interfacial energy of the system. The goal is to develop novel microfluidic methods for gas-liquid-liquid double emaulsions as template for hollow sphere materials and enrich the basic theory of chemical engineering.

英文关键词： double emulsion;microfluidic;multiphase flow;structure control;Gas-Liquid-Liquid system