具(ju)有(you)不(bu)同(tong)表(biao)面(mian)潤濕(shi)性(xing)的微尺(chi)度(du)3D打(da)印(yin)微流控器(qi)件(jian)_摩方精(jing)密

作(zuo)為微納(na)3D打(da)印(yin)的向(xiang)導，在(zai)三維復(fu)雜結構微加(jia)工(gong)領域(yu)，重(zhong)慶摩方精(jing)密科(ke)技(ji)有(you)限公司擁有(you)超(chao)過二(er)十(shi)年的(de)科(ke)研及工(gong)程實(shi)踐(jian)經(jing)驗(yan)。摩方精(jing)密在(zai)微流控應(ying)用領域(yu)，基於微流控的(de)裝(zhuang)置(zhi)，例如流體連接器(qi)和基因測(ce)序儀閥(fa)門，已(yi)使用 PµSL 技(ji)術成(cheng)功實(shi)現(xian)微流控3D打(da)印(yin)。

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阿(e)聯(lian)酋(qiu)Khalifa University的(de)T.J. Zhang教(jiao)授(shou)和Hongxia Li博(bo)士(shi)，近(jin)日(ri)在(zai)知.名(ming)期刊《Soft Matter》發(fa)表了(le)壹篇(pian)高(gao)質量(liang)文章(zhang)“Imaging and Characterizing Fluid Invasion in Micro-3D Printed PorousDevices with Variable Surface Wettability” 。研究人員在(zai)實(shi)驗(yan)過程中使用微納(na) 3D打(da)印(yin)設備，該設(she)備具(ju)有(you)2μm分辨(bian)率，50mm*50mm的(de)加(jia)工(gong)幅(fu)面(mian)，加(jia)工(gong)微流控器(qi)件(jian)。這(zhe)臺設(she)備來(lai)自(zi)重(zhong)慶摩方精(jing)密科(ke)技(ji)有(you)限公司，型號(hao)為(wei)nanoArch S130。基於微納(na)3D打(da)印(yin)的微流控器(qi)件(jian)，結合多(duo)相(xiang)流成像技(ji)術，研究微尺(chi)度(du)多孔(kong)介質中的(de)多(duo)相(xiang)流動。

多孔(kong)微流控器(qi)件(jian)制(zhi)造(zao)的(de)工(gong)作流程如(ru)圖(tu)（a）所示(shi)，第壹步是(shi)對(dui)薄片(pian)圖(tu)像或微CT掃(sao)描圖(tu)像進(jin)行(xing)處(chu)理（紅(hong)色部分），然後從(cong)處(chu)理後的圖(tu)像中，選擇壹個區域並將(jiang)其(qi)嵌(qian)入微模型(xing)設(she)計(ji)中（藍(lan)色部分），構(gou)建(jian)三維立體(ti)模型(xing)。第二(er)步是(shi)使用切片(pian)軟(ruan)件(jian)將(jiang)三維模型(xing)切成(cheng)壹系列(lie)圖(tu)片(pian)，最(zui)後是(shi)通(tong)過2μm精(jing)度的(de)微立體(ti)光(guang)固(gu)化3D打(da)印(yin)機打(da)印(yin)出微流控器(qi)件(jian)；（b）同(tong)壹巖(yan)石(shi)模型(xing)在(zai)2μm和10μm兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)打(da)印(yin)精(jing)度下(xia)打(da)印(yin)出的表面(mian)形貌；（c）打(da)印(yin)的巖(yan)石(shi)模型(xing)（打(da)印(yin)精(jing)度2μm）與(yu)微CT掃(sao)描圖(tu)像（掃(sao)描精(jing)度8μm）的(de)對(dui)比(bi)；

多(duo)孔(kong)介(jie)質中的(de)流體滲透廣(guang)泛存在於(yu)許(xu)多應(ying)用中，例如油(you)氣(qi)開(kai)采(cai)、二(er)氧(yang)化(hua)碳封(feng)存，水(shui)處理(li)等。流體滲透的動態過程會受到(dao)液(ye)體(ti)表面(mian)張(zhang)力，多(duo)孔介質的表面(mian)潤濕(shi)性(xing)，空(kong)隙拓撲結構以(yi)及其(qi)他(ta)參數(shu)的(de)影響。在這(zhe)項工(gong)作中，研究人員使用2μm精(jing)度的(de)微立體(ti)光(guang)固(gu)化3D打(da)印(yin)機打(da)印(yin)出具有(you)相(xiang)似(si)復(fu)雜孔(kong)喉特(te)征的微模型(xing)。該模型(xing)的(de)內部空(kong)隙結構來(lai)自於(yu)天(tian)然多孔介(jie)質（例如巖(yan)石(shi)）的(de)薄片(pian)圖(tu)像或微CT掃(sao)描圖(tu)像。將(jiang)不(bu)同(tong)的(de)流體註入(ru)表面(mian)改性(xing)後的微模型(xing)中，我(wo)們可(ke)以(yi)借(jie)助(zhu)於模型(xing)的(de)高(gao)透明性(xing)直(zhi)接(jie)在光學顯(xian)微鏡(jing)下(xia)觀察(cha)和研究了(le)在(zai)各(ge)種(zhong)表面(mian)潤濕(shi)性(xing)條件下(xia)的(de)動態流體滲透行(xing)為(wei)。此(ci)外(wai)，我們還(hai)結合光(guang)學成(cheng)像(xiang)和數(shu)值(zhi)模擬(ni)，系(xi)統(tong)地分析了(le)殘(can)留(liu)液(ye)體(ti)分布(bu)，並揭示(shi)了(le)四(si)種(zhong)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的殘留(liu)機制(zhi)。

這(zhe)項工(gong)作提(ti)供(gong)了(le)壹種(zhong)新穎(ying)的方法，通(tong)過結合微尺(chi)度(du)3D打(da)印(yin)和多相(xiang)流成像技(ji)術來(lai)研究多(duo)孔(kong)介質中的(de)微尺(chi)度(du)下的(de)多相(xiang)流動。

致謝(xie)：阿(e)聯(lian)酋(qiu)Khalifa University的(de)T.J. Zhang教(jiao)授(shou)和Hongxia Li博(bo)士(shi)
參考(kao)文獻(xian)：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sm/c9sm01182j/unauth#!divAbstract