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微流控技术可以处理微小体积的微液滴，为从材料科学、化学合成到生物医学等不同领域带来了革命性的发展。在微流控技术中，微液滴通常是由不相溶的液相通过横流、共流、流聚焦或阶梯式微流控器件中的喷嘴产生的流体动力剪切作用而产生的，由于界面不稳定而表现出挤压、滴落和喷射模式。这些不稳定性通常由流速与流体特性的耦合以及精心设计的微通道几何形状决定。为了通过这种机制促进微液滴的产生，通常会在微流体器件上施加外力，包括电场、磁场和离心力场，以引发搁补测濒别颈驳丑-笔濒补迟别补耻不稳定性。

基于通道的技术通常需要繁琐的微流控器件制造过程、选择性地改变微通道的润湿性以及专业设备的额外支持，这些都增加了成本和复杂性，不适合工业应用。此外，芯片式微流控技术产生的微滴的大小和单分散性在很大程度上取决于流体的流速和物理特性。流速和物理特性的微小波动会导致液滴产物出现不希望出现的尺寸变化，从而阻碍微流控技术的通用性和稳健性。

四川大学化学工程学院褚良银教授、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。

近年来，业界开发了空气中微流控技术，通过在空气中结合微米大小的液体射流来取代微流体通道，从而诱导液滴发射。这种方法利用振动压电元件诱导喷嘴中的液体射流产生搁补测濒别颈驳丑-笔濒补迟别补耻不稳定性，形成液滴，然后与空气中的另一股液体射流碰撞，进行封装。同样，使用振动针在气液表面定期注入分散相，通过界面剪切产生乳液。这些片外方法大大消除了微流体通道带来的限制，但仍存在器件制造（集成压电元件）和操作（由脉冲发生器控制）等复杂问题，因此不太适合工业放大。

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。

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。

四川大学是该论文第一完成单位。四川大学化学工程学院博士生苏瑶瑶为论文的第一作者；四川大学化学工程学院汪伟教授、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：丑迟迟辫蝉://飞飞飞.蝉肠颈别苍肠别.辞谤驳/诲辞颈/10.1126/蝉肠颈补诲惫.补诲蝉1065