近日，学院褚良银教授、汪伟教授团队与合作者在液滴微流控领域取得新进展，相关成果“Wetting-induced interfacial instability: A mechanism for droplet emission at air-liquid interfaces”发表于《Science Advances》期刊。304永利集团官网入口是该论文第一完成单位。

液滴微流控技术为材料科学、化学合成、生物医学等领域带来了深刻变革。现有微流控技术主要依靠微通道内两液相剪切导致的Rayleigh-Plateau不稳定机制来形成液滴，其高度依赖于液相物性和流动状态，导致液滴品质易受液相物性、流速等影响，过程鲁棒性低，限制了其规模化工业应用。

针对上述难题，该论文提出一种强鲁棒性的微液滴生成新机制——“浸润诱导界面不稳定性机制”。团队研究发现，当空气中的悬挂微液滴与另一种不相溶、但具有浸润性的连续液相接触时，能经由界面能诱导的液相浸润过程触发界面不稳定性，导致悬挂液滴迅速断裂并分散进入连续相中形成微液滴。基于该机制，仅需将微通道喷嘴置于气-液界面之上，便可利用液相间的界面能量关系实现单分散微液滴的可控制备，无需构建复杂微通道，从而大幅简化了液滴制备过程。

图1 浸润诱导界面不稳定性机制

该方法所制得的液滴尺寸主要取决于喷嘴尺寸及其与气-液界面的高度，实现了不易受液相物性和流速影响的强鲁棒性微液滴产生过程。基于该机制，团队利用黏度高达56600 mPas的非牛顿型流体制备了单分散微液滴；同时，团队可控制得了多样化组成和结构的微液滴和聚合物微球，充分展示了该机制良好的适用性；此外，团队通过增加微通道喷嘴数量展示了其规模化生产微液滴的潜力。该研究为液滴微流控技术的工业化应用以及微尺度界面科学的探索提供了新机遇。

图2 基于浸润诱导界面不稳定性机制的微液滴批量可控制备

304am永利集团博士生苏瑶瑶为论文的第一作者；304am永利集团汪伟教授、潘大伟副教授、以及上海交通大学化学化工学院邓楠楠副教授为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金等项目的支持。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads1065

汪伟老师 供稿

钮大文 审核

高敏 编辑

2025年3月28日