赵朝夕

（哈尔滨工业大学 机电工程学院，哈尔滨 150001）

0 引言

微液滴技术是指微尺度通道内，利用流动剪切力与表面张力之间的相互作用将连续流体分割分离成离散的纳升级及以下体积的液滴，将液滴视为生化反应的微反应容器［1］，在液滴中完成样品的配制、混合和储存等工作。它是一种微纳技术。Hongbo Zhou 设计了一种实验装置，通过调节微阀的脉动压力和微流道内的流动阻力使得产生的液滴在时间间隔和体积上保证高度统一。

就微流道中的液滴而言，两种互不相溶的液体，比如水和油，分别将它们赋予离散相和连续相的功能，前者以微小体积单元（10-15～10-9L）的液滴形式分散于后者之中。基于液滴的生化反应，如微纳颗粒的材料合成过程中，需要向已有液滴中加入另一种反应组分，通常以不同液滴之间的融合形式进行，以便获得良好的混合反应效果。因此，液滴的可控融合是一项重要的液滴操控技术。目前发展的液滴融合方式分为主动融合和被动融合。本文就被动式融合的流道进行设计，即在没有施加外力的作用下，利用微通道独特的几何形状来实现液滴融合，并提出可能影响融合的原因。

1 液滴被动式融合流道设计及原理

研究发现，液滴的融合是一系列碰撞、界面消耗、界面融合、渗透或者包封过程。在直通道中，液滴运动受限于通道壁，在液滴融合瞬间，后面的液滴渗透到前一个液滴之中。液滴的被动式融合方法又称为水动力法［2］。……