تهیه میکروذرات پلی دی متیل سیلوکسان با استفاده از دستگاه میکروسیالی هم جریان و بررسی اثر پارامترهای مختلف بر مورفولوژی

هدف تحقیق:

 پلی (دی متیل سیلوکسان) (PDMS) پلیمری سیلیکونی است که علی رغم خواص منحصر به فرد و پتانسیل کاربردی بالای میکروذرات آن، تهیه میکروذرات با روش های امولسیون سازی توده ای به عنوان چالش اساسی مطرح است که به دلیل محدودیت های موجود در فرایند آمیزه سازی و نیز گرانروی بالا و انرژی سطحی پایین، کنترل دقیق خواص نهایی ذرات تهیه شده غیر ممکن است. در کار پژوهشی حاضر میکروذرات PDMS با اندازه قابل کنترل، از ماده اولیه با گرانروی بالا تهیه گردید.

روش تحقیق: 

با استفاده از میکروسیالی شیشه مویین هم-جریان میکروذرات PDMS حاصل شد. میکروسیالی طراحی شده در این پژوهش، ساده، کم هزینه و قابل استفاده مجدد بوده و تهیه میکروقطرات با گرانروی بالا را امکان پذیر ساخته است. پایدارسازی میکروقطرات PDMS در امولسیون روغن-در-آب با بهینه سازی اجزاء حمام و فرایند پخت انجام و به تهیه میکروذرات PDMS کروی و یکنواخت منجر شد. تاثیر پارامترهای مهم و قابل تنظیم از جمله قطر میکروکانال و دبی جریان بر رژیم های جریان و درنتیجه توزیع اندازه میکروذرات، با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی پویشی بررسی شد.

نتایج اصلی: 

نتایج نشان داد رژیم جریان برای مقادیر پایین دبی های فاز پیوسته از نوع چکه ای و میکروذرات حاصل از آن تک پراکنشی است، در مقابل میکروذرات حاصل از رژیم تشکیل جت نسبت به رژیم چکه ای، دارای اندازه قطر کوچکتر و توزیع پهن بود. با کاهش قطر میکروکانال میکروذرات با قطر حدود µm 83/1 حاصل شد. با استفاده از تکنولوژی طراحی شده، میکروذرات نانوکامپوزیتی یکنواخت PDMS/ZnO حاوی 15% اکسید روی با گرانروی محلول فاز آلی mPa.s 7550، با اندازه قطر ذرات µm 318 تهیه شد. بنابراین با روشی بهینه و ساده می توان میکروذرات یکنواخت با اندازه قابل کنترل را تهیه کرد که در کاربردهای متنوعی از جمله دارورسانی، زیست مهندسی و صنایع الکترونیکی مطرح هستند.