モデルドロップレットマイクロミキサーにおける混合のイメージングと定量化

迅速な混合はさまざまなマイクロフルイディックアプリケーションにおいて不可欠ですが、低レイノルズ数では達成が難しいことがよくあります。最近開発された、周期的な蛇行チャンネルに沿って試薬を混合するマイクロデバイスに触発されて、H. Song, J. D. Tice, および R. F. Ismagilovによる『時間における反応ネットワークを制御するマイクロフルイディックシステム』(Angew. Chem. Int. Ed. 42, 767 (2003))、モデル「ドロップレットミキサー」を調査します。このモデルは、均一流とせん断流の重ね合わせからなる外部流の周期的な配列に浸された球状ドロップレットで構成されています。ドロップレット内の流体に2色のラベルを付け、「バックトレースイメージング」と呼ぶ方法で混合を可視化します。この方法では、混合サイクルの任意の時点でドロップレットの断面を描画することが可能です。結果を分析するために、混合を最適化するパラメータのセットを特定できる新しいスカラー混合測定を提示します。