許多食品(烘焙食品不斷完善、乳劑數字化、冷凍產品等)是含有多種成分的分散體系，其中乳液是最常見的基礎上。傳統(tǒng)的乳液制備通常需要高速均質各領域、高壓均質等方法。這些常用方法制備的乳液其大小保持競爭優勢、形狀和分布是不可控的進行培訓，存在多分散液滴。然而完成的事情，微流控技術可精確控制多相流物聯與互聯，以形成具有所需直徑的單分散液滴。它在許多行業(yè)都有潛在的應用改造層面，包括食品供給、制藥、化妝品和生物材料等行業(yè)新體系。但其液滴生成效率低投入力度，不能滿足工業(yè)化的要求。此外不難發現，傳統(tǒng)方法不能很好的實現(xiàn)多重乳液的制備貢獻法治，而微流控技術可以較好的實現(xiàn)多重乳液的生成，但實驗時需用有機試劑對微流控芯片（玻璃毛細管發展需要，PDMS）進行局部表面處理攻堅克難。

近日，華南農業(yè)大學食品學院蔣卓副教授課題組基于微立體光刻3D打印技術（深圳摩方材料科技有限公司nanoArch® P140）,利用光敏樹脂材料實現(xiàn)微流控芯片的制備。此工作利用一種新技術制造了單乳液和雙乳液的微流控生成芯片雙向互動。這些芯片采用微納微尺度3D打印技術制作效率和安，實現(xiàn)宏觀結構和微觀結構的有機結合，可以同時滿足不同乳液類型的制備和生成品牌，清洗后可多次重復使用深入開展。同時實現(xiàn)了五個平行通道的單乳液生成，為高通量微流控技術的改進奠定了基礎等形式〖夹g的開發；诖耍撐⒘骺匦酒晒崿F(xiàn)了W/O/W（水/油/水）和O/W/O（油/水/油）雙重乳液的制備飛躍。此外更高效，由于制備芯片所使用的樹脂材料對油和水都具有良好的潤濕性，因此不需要使用有機試劑對芯片進行局部改性重要部署。該工作以“Microfluidicdroplet formation in co-flow devices fabricated by micro 3D printing"為題發(fā)表在Journal of FoodEngineering上具體而言，第一作者是華南農業(yè)大學碩士生張佳。

微流控芯片的設計及3D打印制得的裝置

基于Co-flow原理智慧與合力，通過3D打印技術喜愛，制備了單乳液生成芯片（圖1），五個平行流道的單乳液生成芯片以及雙重乳液生成芯片（圖2）過程中。

圖1 單乳液生成裝置

圖2 五個平行流道的單乳液生成裝置和雙重乳液生成裝置

微流控芯片的評價

為了驗證和評估該裝置的可用性去突破，我們選取不同的乳液配方進行試驗。選取不同的油包水和水包油乳液達到，對乳液生成過程進行記錄智能設備，并對收集后的乳液進行分析（圖3）。收集到的油包水乳液單分散性較好蓬勃發展，其CV為2.7%特點。同一裝置上實現(xiàn)了水包油乳液的生成，所得液滴的CV僅為2.2%重要性。

圖3 單乳液生成裝置用于油包水（a又進了一步、b）和水包油（c、d）乳液的生成及其分散性

利用五個平行流道的單乳液生成裝置進行試驗多元化服務體系，可以在同一裝置上實現(xiàn)油包水和水包油兩種不同類型乳液的生成（圖4）規劃，所得油包水液滴的CV為2.6%，水包油液滴的CV為3.1%深度。本研究使用的微流控芯片制作簡單帶動擴大，集成度高，可重復使用開拓創新。但其生產效率和液滴直徑仍需進一步提高持續發展，這也是我們后續(xù)研究的重點必然趨勢。

圖4 五個平行流道的單乳液生成裝置用于油包水（b、c）和水包油（d擴大、e）乳液的生成及其液滴的分散性

基于上述實驗結果多樣性，我們進行了雙重乳液的生成。在實驗中新格局，通過改變內相明顯、中間相和外相的速度可以調節(jié)液滴的尺寸和核殼比例。圖5展示了不同流量下W/O/W雙乳狀液的形成過程和收集的液滴最新，可以看到明顯的核-殼層技術創新。對于O/W/O雙乳狀液的形成(圖6)，實驗過程中可以清楚地看到乳狀液的形成過程重要作用，但收集后的乳液穩(wěn)定性極差，不能觀察到均勻分散的雙乳狀液滴習慣，嘗試了多種O/W/O乳液配方充足，暫未得到可靠的實驗結果。

圖5 采用雙乳液生成裝置在不同流速下生成和收集W/O/W雙重乳液

圖6 采用雙乳液生成裝置生成O/W/O雙重乳液

目前建強保護，對于3D打印微流控芯片的性能評價還處于實驗室階段同期，所使用的乳液配方是在現(xiàn)有參考文獻的基礎上進行修改的。為了進一步促進微流體在食品工業(yè)中商業(yè)化使命責任，需要進一步開發(fā)相關的乳液配方效果。此外，微流體的一些問題需要解決合規意識，如高通量密度增加，穩(wěn)定性，生物相容性等創新內容。

參與該工作的合作者有華南農業(yè)大學食品學院的碩士生徐文華機遇與挑戰，工程學院的徐鳳英教授，無限極（中國）有限公司的魯旺旺善於監督、張晨集成技術，深圳摩方材料科技有限公司的周建林等。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2020.110212（以上相關介紹內容由華南農業(yè)大學蔣卓副教授提供）

上述研究工作涉及的微尺度3D打印技術由深圳摩方材料科技有限公司提供更合理，因此摩方公司就這一創(chuàng)新型成果對蔣卓副教授進行了更進一步的訪談適應能力，以下為部分內容：

BMF：請問目前您與BMF的合作進展情況如何？

蔣教授：2018年6月前后開始與BMF的合作各方面，最開始了解摩方所做的微尺度3D打印技術之后防控，有通過3D技術打印微流控芯片的想法，畫出設計圖之后著力提升，與工程師溝通交流后深刻內涵，進行了裝置打印，并進行了實驗驗證，發(fā)現(xiàn)其可以實現(xiàn)液滴的生成深入闡釋，且可以看到液滴的生成過程相關性。通過設計圖的不斷修改以及實驗驗證，最終完成了單乳液生成裝置物聯與互聯，五個平行流道的單乳液生成裝置穩定，以及雙乳液生成裝置的設計制造。

BMF：能否概括總結液滴反應器這個案例供給，以及BMF高精密3D打印在其中發(fā)揮的作用優勢與挑戰？

蔣教授：目前進行微流控芯片的研發(fā)，大多是在PDMS上進行解決方案，基于T-連接和流動聚焦原理趨勢。本論文基于流動聚焦原理進行了微流控芯片的開發(fā)設計，具有流動阻力小的優(yōu)點作用，前期了解到微尺度3D打印技術的發(fā)展相互配合，可以實現(xiàn)微米級或亞微米級通道的制造，因而進行了相關芯片設計著力增加。實驗發(fā)現(xiàn)3D打印過程中所使用的光敏樹脂具有良好的特性智能化，能較清晰的記錄液滴生成過程，且材料具有兩親性處理，能夠在同一裝置上實現(xiàn)兩種不同類型乳液的生成建設。在此基礎上，無需對裝置進行表面改性就能實現(xiàn)雙重乳液的生成助力各行。此外前來體驗，采用3D打印，可以制備具有復雜立體結構的芯片應用。這些為微流控在食品建議、化妝品及保健品乳液的產業(yè)化應用提供了另外一種可行的選擇。

BMF高精密3D打印是我們這項實驗的基礎相貫通，正是由于BMF幫助我們把芯片設計圖變成實物不斷發展，才能開展后續(xù)的實驗，并發(fā)現(xiàn)這么多有趣的實驗現(xiàn)象自動化方案，也為我們后續(xù)的研究奠定了一定的研究基礎緊密協作。

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