اندازه‌گیری کشش بین سطحی در تراشه‌های میکروسیالی

تراشه های میکروسیالی در دو دهه اخیر به دلیل مزایای فراوانی که دارند پیشرفت چشمگیری در زمینه آنالیز پدیده های بین سطحی داشته اند. برای آنالیز پدیده های بین سطحی از جریان قطره در میکروکانال ها می توان استفاده کرد. در این پژوهش با استفاده از فناوری میکروسیالی، کشش بین سطحی آب نرمال هگزان در حضور مواد فعال سطحی اندازه گیری شده است. برای این منظور، یک تراشه میکروسیالی شیشه ای برای تشکیل قطرات هگزان در آب ساخته شد. وابستگی اندازه قطرات به غلظت مواد فعال سطحی مورد بررسی قرار گرفته است. با موازنه نیروهای ویسکوز و بین سطحی در دبی های پایین فاز پراکنده در تراشه میکروسیالی یک معادله به دست می آید که از آن برای اندازه گیری کشش بین سطحی می توان استفاده کرد. با استانداردسازی تراشه میکروسیالی به کمک سیستمی که کشش بین سطحی آن معلوم است (که در اینجا نرمال هگزان و محلول توئین 20 در آب مقطر است)، می توان برای سایر سیستم ها که توانایی تشکیل قطره در میکروکانال را دارند، کشش بین سطحی را با اندازه گیری اندازه قطرات تولیدشده اندازه گرفت. در این پژوهش برای غلظت های مختلف دو ماده فعال سطحی sds و ctab آزمایش تشکیل قطره در تراشه میکروسیالی انجام شده است و نتایج اندازه گیری کشش بین سطحی آنها گزارش شده است. نتایج به دست آمده از روش میکروسیالی با روش حلقه مقایسه شده و مقدار خطای آن کمتر از 10% بوده است.

Interfacial Tension Measurement Using Microfluidics

Microfluidic chips in the last two decades have had significant advances in the analysis of interfacial tension phenomenon due to their many advantages. To analyze interfacial tension phenomena, droplet flow in microchannels can be used. In this study, waternhexane interfacial tension in the presence of surfaceactive agents was measured, using microfluidic tensiometry. For this purpose, a glass microfluidic flowfocusing junction was fabricated for generating nhexane droplets within an aqueous phase. The dependence of droplet size on the concentration of surfactants has been investigated. A theoretical equation was developed, considering force balance on the droplet generation in the microfluidic device, giving a relation between the interfacial tension and the generated droplet sizes. By standardizing the microfluidic chips with the aid of a system, whose interfacial tension is known (hexane normal and tween 20 in distilled water), interfacial tension can be measured with measuring the size of produced droplets for other systems that can form droplets in the microchannel. In this study, the microfluidic device and the relation were employed to measure the interfacial tension in the presence of either of sodium dodecyl sulphate (SDS) or Cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) surfactants. It was found that the measured interfacial tensions deviate less than 10% compared to those measured with a commercially available ring method.