تهيه ميكروذرات پلي‌دي‌متيل‌سيلوكسان با استفاده از دستگاه ميكروسيالي هم‌جريان و بررسي اثر پارامترهاي مختلف بر مورفولوژي

هدف تحقيق: پلي(‌دي‌متيل‌سيلوكسان) (PDMS) پليمري سيليكوني است كه علي‌رغم خواص منحصر به فرد و پتانسيل كاربردي بالاي ميكروذرات آن، تهيه ميكروذرات با روش‌هاي امولسيون‌سازي توده‌اي به عنوان چالش اساسي مطرح است كه به دليل محدوديت‌هاي موجود در فرايند آميزه‌سازي و نيز گرانروي بالا و انرژي سطحي پايين، كنترل دقيق خواص نهايي ذرات تهيه شده غير ممكن است. در كار پژوهشي حاضر ميكروذرات PDMS با اندازه‌ قابل كنترل، از ماده اوليه با گرانروي بالا تهيه گرديد. روش‌ تحقيق: با استفاده از ميكروسيالي شيشه موئين همجريان ميكروذرات PDMS حاصل شد. ميكروسيالي طراحي شده در اين پژوهش، ساده، كم‌هزينه و قابل استفاده مجدد بوده و تهيه ميكروقطرات با گرانروي بالا را امكان‌پذير ساخته است. پايدارسازي ميكروقطرات PDMS در امولسيون روغندرآب با بهينه‌سازي اجزاء حمام و فرايند پخت انجام و به تهيه ميكروذرات PDMS كروي و يكنواخت منجر شد. تأثير پارامترهاي مهم و قابل تنظيم از جمله قطر ميكروكانال و دبي جريان بر رژيم‌هاي جريان و درنتيجه توزيع اندازه ميكروذرات، با استفاده از ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني پويشي بررسي شد. نتايج اصلي: نتايج نشان داد رژيم جريان براي مقادير پايين دبي‌هاي فاز پيوسته از نوع چكه‌اي و ميكروذرات حاصل از آن تك‌پراكنشي است، در مقابل ميكروذرات حاصل از رژيم تشكيل جت نسبت به رژيم چكه‌اي، داراي اندازه قطر كوچكتر و توزيع پهن بود. با كاهش قطر ميكروكانال ميكروذرات با قطر حدود μm 1.83 حاصل شد. با استفاده از تكنولوژي طراحي شده، ميكروذرات نانوكامپوزيتي يكنواخت PDMS/ZnO حاوي 15% اكسيد روي با گرانروي محلول فاز آلي mPa.s 7550، با اندازه قطر ذرات μm 318 تهيه شد. بنابراين با روشي بهينه و ساده مي‌توان ميكروذرات يكنواخت با اندازه قابل كنترل را تهيه كرد كه در كاربردهاي متنوعي از جمله دارورساني، زيست‌مهندسي و صنايع الكترونيكي مطرح هستند.