Capillary threads and viscous droplets in square microchannels

Cubaud, Thomas; Mason, Thomas G.

doi:10.1063/1.2911716

Cited by 344 publications

(347 citation statements)

References 74 publications

(89 reference statements)

Supporting

Mentioning

303

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…In flow-focusing devices, it is possible to create long jets, but in general these eventually break up due to jetting or dripping. 3 The thread stability can be significantly increased by using specific geometries, 4 surfactants, 5,6 or visco-elastic fluids. 7 Another route to generate strings is by coalescence in a confined blend.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Stability and breakup of confined threads

2012

View full text Add to dashboard Cite

A boundary-integral method for periodic arrays of drops, threads or sheets between parallel walls is presented. The Green's functions take the form of a far-field HeleShaw description, which is used to generate periodic Green's functions for the parallel-wall configuration. The method is applied to study the effect of confinement on the breakup of threads. A comparison is made with classical Tomotika's theory and growth rates parallel and perpendicular to the walls are determined as a function of confinement ratio. Contrary to existing belief, we find that confined threads are not stable, but that the time for breakup increases with confinement and viscosity ratio, at least for threads whose diameter is smaller than the wallspacing. We also show the in-phase and out-of-phase breakup for an array of threads, as well as the stabilizing effect of shear flow.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Stability and breakup of confined threads

2012

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Одними из основных параметров, опре-деляющими условия формирования эмульсии, являются капиллярные числа непрерывной и дисперсной фаз. В микрофлюидном чипе с фокусировкой потока в зави-симости от соотношения между капиллярными числами формирование эмульсии может происходить в капающем или струйном режиме [17]. Преимуществом использо-вания топологии фокусировки потока являются более широкие возможности управления режимом генерации капель.…”

Section: микрофлюидные чипы с фокусировкой потокаunclassified

Формирование Гидрогелевых Частиц Из Полиакриламида И PEGDA В Микрофлюидном Генераторе Эмульсий С Фокусировкой Потока

Ноздрюхин¹,

Филатов²,

Евстрапов³

et al. 2018

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Монодисперсные полимерные микрочастицы имеют большой потенциал для биомедицинских и физиче-ских применений. Современные высокопроизводительные технологии " капельной" микрофлюидики позво-ляют формировать монодисперсные макроэмульсии " вода в масле" с заданными параметрами. Проведение в макроэмульсии реакции полимеризации позволяет ее трансформировать в суспензию микрочастиц. Эти частицы могут рассматриваться как контейнеры для целевой доставки лекарственных средств, а также в качестве " биочернил" для 3D-печати тканей и органов. Проведено исследование режимов формирования микрочастиц из PEGDA и полиакриламида в микрофлюидном генераторе макроэмульсий с фокусировкой потока. Для характеризации микрочастиц были измерены их геометрические размеры и механические свойства. Кроме того, была исследована динамика диффузионного выхода из микрочастиц малых молекул на примере флуоресцентного красителя Rhodamine B. ВведениеВ настоящее время монодисперсные полимерные мик-рочастицы находят широкое применение в биологиче-ских и медицинских исследованиях. Они рассматривают-ся в качестве перспективных кандидатов для создания таргетных средств доставки лекарственных препара-тов [1,2], кодирования фрагментов ДНК при секвениро-вании генома отдельных клеток [3], специфических мар-керов для обнаружения и выделения онкомаркеров [4,5], микрореакторов для проведения генетических иссле-дований методом цифровой капельной полимеразной цепной реакции (ПЦР) [6], упаковки отдельных клеток для регенерации поврежденных тканей [7].Одним из способов формирования монодисперс-ных микрочастиц является использование методов " ка-пельной микрофлюидики" (droplet microfluidic), ко-торые позволяют формировать монодисперсную мак-роэмульсию (капли) " воды в масле" за счет воз-никновения неустойчивости в области контакта двух несмешивающихся жидкостей. Получающуюся таким способом эмульсию широко используют в качестве капель-микрореакторов для проведения разнообразных биохимических реакций. В связи с возможностью фор-мировать капли-микрореакторы с частотой до несколь-ких kHz, этот подход находит широкое применение при скрининге перспективных лекарственных препаратов Актуальным применением полимерных гидрогелевых микрочастиц является их использование для создания " биочернил", позволяющих осуществлять 3D-печать тка-ней и органов [14]. Микрочастицы из биоразлагаемых материалов, например алгината натрия, применяются для упаковки клеток, а микрочастицы из биологиче-ски инертных материалов, таких как PEGDA и поли-акриламид, -для создания поддерживающих структур (скаффолдов) [15]. Кроме того, в эти полимеры могут быть упакованы биологически активные молекулы или лекарственные средства, выделение которых в заданном пространстве позволит управлять формированием и раз-витием ткани или оказывать необходимое воздействие на участок организма.Поэтому целью настоящей работы являлось опреде-ление условий и режимов воспроизводимого форми-рования монодисперсных гидрогелевых частиц из по-лиакриламида и полиэтиленгликоль диакрилата (Poly (ethylene glycol) diacrylate -PEGDA) в м...

show abstract

“…21,22 In general, it is thought that BOAS structure occurs mostly in viscoelastic fluids 22 and is an unstable structure, which evolves continually and breaks eventually. [21][22][23][24][25][26][27][28][29] Flow patterns determine the inter-relations of fluids in a microdevice and are an important parameter to control. Common methods for adjusting microfluidic flow patterns include varying the fluid flow rates, fluid properties, and channel geometries.…”

Section: -17mentioning

confidence: 99%

Modulating patterns of two-phase flow with electric fields

et al. 2014

View full text Add to dashboard Cite

This paper describes the use of electro-hydrodynamic actuation to control the transition between three major flow patterns of an aqueous-oil Newtonian flow in a microchannel: droplets, beads-on-a-string (BOAS), and multi-stream laminar flow. We observed interesting transitional flow patterns between droplets and BOAS as the electric field was modulated. The ability to control flow patterns of a two-phase fluid in a microchannel adds to the microfluidic tool box and improves our understanding of this interesting fluid behavior. 1,2 In recent years, there has been increasing interest in two-phase flow and droplet microfluidics, owing to their potential for providing a high-throughput platform for carrying out chemical and biological analysis and manipulations.3-8 Although droplets may be generated in many different ways, such as with electric fields or extrusion through a small nozzle, 9-12 the most common microfluidic methods are based on the use of either T-junctions or flow-focusing geometries with which uniform droplets can be formed at high frequency in a steady-state fashion. 13,14 Various operations, such as cell encapsulation, droplet fusion, splitting, mixing, and sorting, have also been developed, and these systems have been demonstrated for a wide range of applications, including cell analysis, protein crystallization, and material synthesis.

show abstract

Capillary threads and viscous droplets in square microchannels

Cited by 344 publications

References 74 publications

Stability and breakup of confined threads

Stability and breakup of confined threads

Формирование Гидрогелевых Частиц Из Полиакриламида И PEGDA В Микрофлюидном Генераторе Эмульсий С Фокусировкой Потока

Modulating patterns of two-phase flow with electric fields

Contact Info

Product

Resources

About