مطالعه تجربي تاثير پارامترهاي هندسي و سيالاتي بر اندازه ريزقطرات در دستگاه‌هاي ريزسيالاتي با هندسه‌ي تمركز جرياني

Empirical study of Geometrical and Fluidic Parameters on Size of Droplets in Microfluidic Devices with Flow-Focusing Confinement

يكي از مهم‌ترين چالش­ هاي داروسازان، عدم توانايي در توليد حامل­ هاي دارويي با دقت و كنترل بالا در تعداد مشخص مي­ باشد، از اين رو توليد ذرات دارويي برپايه ­ي دستگاه­ هاي ريزسيالاتي به عنوان وسيله ­اي تطبيق ­پذير با طيف گسترده­ اي از كاربردها مورد استفاده مي­ باشد. در اين پژوهش هدف، توليد ريزقطرات به عنوان پايه ­اي براي حامل ­هاي دارورساني، به كمك دستگاه­ هاي ريزسيالاتي با هندسه­ ي تمركز جرياني مي ­باشد، همچنين، تأثير پارامترهاي هندسي، مكانيكي و مشخصه ­هاي سيال بر قطر ريزقطرات توليدي، (با استفاده از دو نوع ماده ي پارافين روغني و هگزادكان به­ صورت جداگانه به عنوان سيال فاز پيوسته و آب به عنوان سيال گسسته) به­ صورت تجربي مورد ارزيابي قرار گرفته شده است. نتايج نشان دادند كه با افزايش زاويه­ ي بين مجراي اصلي و فرعي و افزايش عرض مجراها قطر ريزقطرات به ترتيب به صورت نمايي و نسبتاً خطي افزايش يافته و در مقابل با كاهش نسبت لزجت به كشش سطحي سيال، قطر ريزقطرات توليدي به­ صورت نسبتاً خطي كاهش مي­ يابد. به­ علاوه در تمامي بررسي­ ها هنگام تغيير رژيم تشكيل ريزقطره جهش در تغييرات اتفاق مي­افتد و شاهد افزايش نرخ جريان فاز پيوسته وكاهش قطر ريزقطرات توليدي هستيم.

One of the most important challenges faced by pharmacists is the inability to produce drug carriers with precision and control in a specific number. Therefore, droplet production with the aid of microfluidic devices as adaptive devices with the wide range of application is used. The purpose of this research is producing droplets as a structure for drug carrier with the aid of microfluidic devices with flow-focusing geometry. Also, the effect of geometrical, mechanical and fluid characteristics on the diameter of the produced droplets (Using two types of oily paraffin and hexadecane separately as continuous fluid and water as a discrete fluid) has been evaluated, empirically. As a results, by increasing the angle between the main and secondary channels and increasing the width of the channels, the diameter of the droplets expanded exponentially and relatively linearly, respectively. However, by decreasing the viscosity ratio to the surface tension of the fluid, the diameter of the produced droplets decreases relatively linearly. Moreover, in all studies, when the regimen changes, the mutation of the microchip occurs, In addition, the flow rate of continuous phase increases and the diameter of the produced droplets decreases.