微流技术,通俗地讲是指运用直径仅在十微米到数百微米范围内的微通道，来操控、处理微小流体的一门技术，这门新兴技术在生物、流体物理、微电子、新材料、生物学等多个学科方向上都有设计，它可以说是一门覆盖了当今科学界所有学术范围的一门交叉学科。80066

液滴微流控技术主要是运用两种液体之间相互剪切来制备微尺寸的分散液滴，并且实现对其的精确操控，并且，这两种液体必须是互不相溶的。在一方面，液滴微流技术可以实现对于单个液滴的精准制造，并准确控制其的大小、速度、形态等。另一方面，液滴微流技术还可以进行精确的液滴行为操控，例如，液滴的融合、分裂、排序、配对、捕捉以及定向运动等。值得一提的是，液滴的融合因为其可以实现液滴内的多种微反应，而受到了广泛的关注。接下来，本文将简要阐述液滴微流控技术目前的研究现状。

1液滴的生成

关于微液滴的生成，我们了解到其过程主要是对液滴施以足够大的力以干扰连续相与分散相之间存在的界面张力，并使之达到失稳。通常情况下，当在分散相某处人为施加的作用力与其界面张力相比较大的时候，位于该处的微液体就会瞬间突破界面张力，从而进入到连续相中形成液滴。在微尺度情况下，不仅仅是界面张力，粘性力也非常重要的作用。所以通常会引入（即毛细管数）这一重要的动力学常数，=，也就是说，毛细管数等于体系粘性力和界面张力之间的比值，其中为连续相粘度，U为连续相流体速度，为两相之间的界面张力。在较低的毛细管数情况下，界面张力将会占据主导地位，在界面张力作用下液滴在传输过程中逐渐形成球形从而减少液滴的表面积。反之，随着毛细管数的增加，粘度渐渐起到主导作用，此时液滴在传输过程中就会更容易变形，并且会被拉伸成不对称的形状。微流控通道中内壁的亲水（疏水）性相对于生成O／W 或者W／O液滴也有一定程度的影响，疏水微通道对于生成W/O液滴有着更明显的优势，而亲水通道对于于生成O／W 液滴更为合适。通常对于聚合物PDMS（比如聚二甲基硅氧烷）作为基底材料的微通道，我们会进行氧等离子处理，这样可以人为有效地改变通道的亲疏水性质。在两不溶相中的两种微流体中加入表面活性剂也是获得O／W 和W／O液滴的一种常用手段。

2 液滴的分裂

关于微液滴的分裂，简单的描述，就是是将一个微液滴分裂为两个或者多个体积更小的微液滴。在液滴生成之后，在微通道下游插入一根由塑料毛细管而构成的分通道，这样液滴在分通道处就会分裂为两个更小的液滴。液滴分裂

3 微液滴的融合

液滴的融合正好是液滴分裂的对立面，它就是将两个或者多个液滴融合成一个更大的液滴。根据文献我们得到，液滴的融合是一系列界面消耗、碰撞、界面融合、渗透和包封的过程。在直的微通道中，液滴的运动将会被通道壁所限制，在液滴融合的一瞬间，后面的液滴就会迅速渗透到前一个液滴之中。我们需要注意的是，在分叉微通道之中，当前一个液滴被后一个液滴所包封时，将会导致产生一个很强的涡流运动。

4 液滴的混合

在化学反应中，存在一个非常关键的因素，那就是混合度，混合度越大往往回和反应效率成正比。低流速微流体在连续微流控模型中主要呈现层流状态，这时，液滴的混合就主要是通过扩散来实现的，这样就会导致混合速度非常慢。所以如果我们需要实现快速高效地混合，就必须设计更加复杂的通道结构。通常的手段是在混合区域内设计一个s型通道(如图1。2所示)。相比于直通道，下图所示的s型通道具有了一下两大优势：（一）对于同样大小的芯片上，s型通道能够在一定程度上增加通道长度，这样的结果是延长了混合的时间；(二) 在s型通道内，液滴内部会形成一个循环回流或是混沌对流，这样对比后，s型通道相对于直通道确实能够促进液滴混合。 液滴的混合