用于结构预编程高内聚力和低内聚力液体顺序与并行操作的多相毛细系统

毛细管回路（CCs）通过由毛细力控制的自填充和被动阀控，实现预编程液体处理，从而无需外部泵和执行器。然而，针对高内聚力液体（HCL，如水）优化的CCs，本质上不适用于低内聚力液体（LCL，如油和溶剂）的程序化流动控制，这是因为HCL发生毛细流动所需的高表面自由能会导致LCL发生失控的完全润湿。本文提出了一套多相组件，包括相间阀（P2PV）、液气压继电器（HPR）和多相多米诺阀（MDV）；这些组件协同作用，使CCs能够同时处理HCL和LCL。P2PV利用预先填充的HCL，通过限制不混溶LCL（如油）的流动实现阀控，并在触发后以液压方式将其裹挟输运。为防止可混溶LCL（如乙醇）与HCL之间发生失控混合，在P2PV中加入带有空气间隙和空气废液通道的HPR。进一步加入MDV后，可通过多相微流控链式反应，实现LCL和HCL的预编程顺序输送。多相液体处理被应用于芯片上自动化脂质纳米颗粒（LNP）的制造，展示了多相CCs的应用潜力。

毛细管回路（CCs）通过由毛细力控制的自填充和被动阀控，实现预编程液体处理，从而无需外部泵和执行器。然而，针对高内聚性液体（HCL，如水）优化的CCs，天然不适用于低内聚性液体（LCL，如油和溶剂）的程序化流动控制，因为HCL发生毛细流动所需的高表面自由能会导致LCL发生失控的完全润湿。在此，我们提出了一系列多相组件，包括相间阀（P2PV）、液气继电器（HPR）和多相多米诺阀（MDV），这些组件协同作用，使CCs能够同时处理HCL和LCL。P2PV利用预先填充的HCL，通过限制不相溶LCL（如油）的流动来实现阀控，并在触发后以液压方式将其带动。为防止可混溶LCL（如乙醇）与HCL之间发生失控混合，在P2PV中加入带有空气间隙和排气空间的HPR。进一步加入MDV后，可通过多相微流控链式反应实现LCL和HCL的预编程顺序输送。多相液体处理被应用于自动化芯片上脂质纳米颗粒（LNP）制造，展示了多相CCs的应用潜力。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.08.749925v1?rss=1

🏷️ 毛细管回路 多相微流控 液体顺序输送 被动阀控 脂质纳米颗粒制造