Ici, un protocole pour fabriquer des dispositifs microfluidiques à base de verre utilisés pour générer des émulsions hautement monodispersées avec une taille de goutte contrôlée est présenté.
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Article de méthode
Ici, un protocole pour fabriquer des dispositifs microfluidiques à base de verre utilisés pour générer des émulsions hautement monodispersées avec une taille de goutte contrôlée est présenté.
Dans ce manuscrit, trois protocoles différents étape par étape pour générer des gouttes d’émulsion hautement monodispersées à l’aide de microfluidiques à base de verre sont décrits. Le premier appareil est conçu pour la génération de gouttes simples entraînées par la gravité. Le deuxième dispositif est conçu pour générer des gouttes d’émulsion dans un schéma de coflowing. Le troisième dispositif est une extension du dispositif de coflowing avec l’ajout d’un troisième liquide qui agit comme une terre électrique, permettant la formation de gouttes électrifiées qui se déchargent ensuite. Dans cette configuration, deux des trois liquides ont une conductivité électrique appréciable. Le troisième liquide sert de médiateur entre ces deux et est un diélectrique. Une différence de tension appliquée entre les deux liquides conducteurs crée un champ électrique qui se couple aux contraintes hydrodynamiques des liquides coflowing, affectant le processus de formation de jet et de goutte. L’ajout du champ électrique permet de générer des gouttes plus petites que dans de simples dispositifs de coflow et de générer des particules et des fibres avec une large gamme de tailles.
La génération contrôlée de gouttes au micron et à l’échelle nanométrique avec une distribution de taille étroite est une tâche difficile. Ces gouttes sont d’intérêt pour l’ingénierie des matériaux mous avec de nombreuses applications en science et technologie 1,2,3,4,5,6.
Les dispositifs les plus courants pour le taux de production élevé de gouttes sont les mélangeurs7 et les émulsifiants à ultrasons8
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1. Faire des gouttes simples
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Dans ce manuscrit, trois dispositifs différents ont été conçus pour générer des gouttes. Nous avons généré des gouttes d’une taille de (3,29 ± 0,08) mm (Figure 4B) et (1,75 ± 0,04) mm (Figure 4C) à l’aide du dispositif décrit à l’étape 1. Les gouttes d’émulsion peuvent être générées à l’aide du coflow et des dispositifs d’électro-coflow. Pour ce dernier, nous montrons le goutte-à-goutte à la figure 9, tandis que les modes de jet de .......
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Le protocole de fabrication de trois dispositifs différents à base de verre a été décrit ci-dessus. Dans le cas de l’appareil pour générer des gouttes simples, le débit et les propriétés du liquide sont cruciaux pour générer des gouttes de manière contrôlée. Des gouttes se formeront à la pointe dans le régime de goutte à goutte, ou à la fin du jet dans le régime de jet. Le passage du goutte-à-goutte au jet est paramétré par le nombre de Weber sans dimension, We23. Ce nombre représente le rapport e.......
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Nous sommes reconnaissants à ACS PRF (subvention 60302-UR9), Agrobio S.L. (contrat #311325) et MCIN/AEI/10.13039/501100011033/FEDER, UE (subvention No. PID2021-122369NB-I00).
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 2-[méthoxy(polyéthylèneoxy)6-9propyl] triméthoxysilane. | Gelest | SIM6492.7 | |
| Carreaux de céramique | Sutter | CTS | |
| Ethylene glycol | Fisher | BP230 | Ceux-ci peuvent être trouvés chez d’autres entreprises comme Sigma-Aldrich |
| Hexane | Sigma- Aldrich | 34859 | Disponible dans d’autres fournisseurs |
| ITW Polymers Adhesives Devcon 5 Minute Epoxy Adhesive 25 mL Dev-Tube | Ellsworth adhesives | 470740 | |
| Microforge | Narishige | MF 830 | |
| Extracteur de micropipette | Sutter | P97 | |
| Lames de microscope | Fisher | 12-544-1 | Disponible dans d’autres fournisseurs |
| Aiguille 20 Gauge, .0255 » ID, .0355 » OD, 1/2 » Long | McMaster | 75165A677 | |
| SDS | Sigma-aldrich | 428015 | Surfactant |
| Silicone huile | Clearco | PSF-10cSt | Le numéro de catalogue correspond à l’huile de viscosité 10cSt. Différentes huiles de viscosité peuvent être trouvées dans cette entreprise |
| Span 80 | Fisher | S0060500G | tensioactif non ionique |
| Capillaire carré en verre 2mm ID (borosillicate 300 ou 600 mm de long) | VitroCom | S 102 | |
| Standard Glass Capillaries, 6 in., 2 / 1.12 OD/ID | World Precision instruments | 1B200-6 Ceux-ci | peuvent être trouvés chez d’autres sociétés comme Sutter ou Vitrocom |
| Seringue pump | Chemyx | FUSION 100-X | Ce modèle a un bon rapport qualité/prix |
| Seringues (cela dépendra de la compatibilité avec les liquides) | Fisher | Le numéro de catalogue dépendra de la taille | |
| Triméthoxy(octyl)silane | Sigma- Aldrich | 376221 | Disponible dans d’autres fournisseurs |
| Tubes (cela dépendra de la compatibilité avec les liquides) | Produits scientifiques | BB3165-PE/5 | Cette référence concerne les micro-tubes en polyéthylène. La taille correspond à la taille de l’aiguille indiquée ici |
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