一种制备液体金属双重液滴的微流控装置及制备方法

摘要

本发明公开了一种制备液体金属双重液滴的微流控装置，包括：合金液滴生成件，其包括支撑架、三通接头、输液管和流体注射件，三通接头设置在支撑架上，流体注射件通过输液管连通在三通接头上；壳层液滴生成件，其包括角度调节座、角度测量件和外相液体包裹件，角度调节座设置在支撑架上，角度测量件设置在角度调节座上，外相液体包裹件设置在角度调节座上，并且外相液体包裹件与三通接头贯通。本发明设计思路新颖、装置制作简易和操作方便，制备的镓铟锡合金双重液滴粒径均一，尺寸大小精准可控，制备工艺简单，反应条件温和、可控，所用原料环保易购，所需设备少，原料消耗少，适用于规模化生产，应用前景广泛。

权利要求

1.一种制备液体金属双重液滴的微流控装置，其特征在于，包括：

合金液滴生成件，其包括支撑架、三通接头、输液管和流体注射件，所述三通接头设置在所述支撑架上，所述流体注射件通过所述输液管连通在所述三通接头上；

壳层液滴生成件，其设置在所述支撑架上，其包括角度调节座、角度测量件和外相液体包裹件，所述角度调节座设置在所述支撑架上，所述角度测量件设置在所述角度调节座上，以测量角度调节座与所述支撑架之间角度，所述外相液体包裹件设置在所述角度调节座上，并且所述外相液体包裹件与所述三通接头贯通；

所述三通接头敷设在所述支撑架上，所述三通接头的第一端口用于输入中间相液体，所述三通接头的第二端口用于输入内相金属液，所述三通接头的第三端口用于输出所述内相金属液和所述中间相液体的混合液，并且所述第二端口轴线与所述第一端口轴线垂直；

所述输液管包括第一输液管、第二输液管和第三输液管，所述第一输液管一端贯通连接在所述第一端口上，所述第二输液管一端贯通连接在所述第二端口上，所述第三输液管一端贯通连接在所述第三端口上；所述流体注射件包括第一流体注射器、第二流体注射器、第一阀门和第二阀门，所述第一阀门贯通连接在所述第一流体注射器端口，所述第二阀门贯通连接在所述第二流体注射器的端口，使所述第一流体注射器通过所述第一阀门与所述第一输液管另一端贯通连接，所述第一流体注射器用于将中间相液体经所述第一输液管输入至所述三通接头内；使所述第二流体注射器通过所述第二阀门与所述第二输液管另一端贯通连接，所述第二流体注射器用于将内相金属液经所述第二输液管输入至所述三通接头内，并且将内相金属液包裹在所述中间相液体中；

所述外相液体包裹件包括包裹圆管、液体输入管和外相液体注射件，所述包裹圆管内径大于所述第三输液管外径，所述包裹圆管一端贯通套装在所述第三输液管另一端上；所述液体输入管呈锥形管状，所述液体输入管大头贯通设置在所述包裹圆管一端侧壁上；所述液体输入管作为外相溶液的注入口；所述外相液体注射件包括第三流体注射器和第三阀门，所述第三流体注射器设置在所述角度调节座上，所述第三阀门设置在所述第三流体注射器的端口上，所述第三流体注射器通过所述第三阀门贯通连接在所述液体输入管小头上；所述第三流体注射器用于向所述包裹圆管内输入外相溶液。

2.根据权利要求1所述的制备液体金属双重液滴的微流控装置，其特征在于，所述第一输液管、所述第二输液管和所述第三输液管均为聚四氟乙烯圆管；所述阀门为PEEK阀门。

3.根据权利要求1所述的制备液体金属双重液滴的微流控装置，其特征在于，所述角度调节座一边通过铰链铰接在所述支撑架一边上，所述铰链为可锁定式铰链。

4.根据权利要求1所述的制备液体金属双重液滴的微流控装置，其特征在于，所述角度测量件一端设置在所述支撑架上，所述角度测量件另一端设置在所述角度调节座上。

5.根据权利要求1‑4任一项所述的制备液体金属双重液滴的微流控装置的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将所述角度调节座在所述支撑架上调整至预定角度；

（2）取适量内相金属液镓铟锡合金置于容积为1mL的所述第二流体注射器中，作为内相金属液；

（3）配制质量分数为4wt%的海藻酸钠水溶液，并用靓蓝染色，置于容积为20mL第一流体注射器中，作为中间相液体；染色的目的是为了区分中间相液体和外相溶液，以便于观察现象；

（4）配置加入2wt% 表面活性剂Span20的液体石蜡溶液，置于容积为20mL第三流体注射器中，作为外相溶液；

（5）分别利用所述第一流体注射器、所述第二流体注射器和所述第三流体注射器分别控制对应流体的流量，将所述内相金属液通过所述第一流体注射器经第二端口流入到所述三通接头的通道中；所述中间相液体经所述第一端口注入到所述三通接头中，所述外相溶液通过所述液体输入管注入到所述包裹圆管内形成内部包裹有所述内相金属液滴的双重液滴；

（6）收集经所述包裹圆管排出的双重液滴，并且再经过掉其他液体后，加入低浓度的NaOH溶液即可完成除氧回收利用。

说明书

一种制备液体金属双重液滴的微流控装置及制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及微化工技术领域，更具体地说，本发明涉及一种制备液体金属双重液滴的微流控装置及制备方法。

背景技术

[0002] 液体金属指的是一种在室温下呈现液态的低熔点金属，同时具有金属特性和液体的流动性，近年来一直是关注的热点。由于液体金属具有低熔点、高导电性和高导热性等优异的特性，因此在柔性电子器件、热管理以及生物医药等领域有极大的应用前景。

[0003] 镓铟锡合金的表面张力极大，难以被分散制备成功能性材料。另一方面，镓铟锡合金的表面极易形成氧化层，从而使其易粘连在固体接触面上，为它的应用带来了局限性。虽然目前液体金属镓铟锡合金已经得到了较多的研究及应用，但是以上两个特点仍极大地限制着它的应用。现有的防止液体金属氧化的技术主要是通过外加电场控制或者添加相应的酸碱性溶液，增加了操作的复杂性以及工艺的繁琐性。因此需要一种解决镓铟锡合金在制备及应用中容易氧化的简便方法。

发明内容

[0004] 为了克服上述缺陷，本发明提供一种制备液体金属双重液滴的微流控装置及制备方法，具体采用如下的技术方案：

[0005] 一种制备液体金属双重液滴的微流控装置，包括：

[0006] 合金液滴生成件，其包括支撑架、三通接头、输液管和流体注射件，所述三通接头设置在所述支撑架上，所述流体注射件通过所述输液管连通在所述三通接头上；

[0007] 壳层液滴生成件，其设置在所述支撑架上，其包括角度调节座、角度测量件和外相液体包裹件，所述角度调节座设置在所述支撑架上，所述角度测量件设置在所述角度调节座上，以测量角度调节座与所述支撑架之间角度，所述外相液体包裹件设置在所述角度调节座上，并且所述外相液体包裹件与所述三通接头贯通。

[0008] 优选地，所述三通接头敷设在所述支撑架上，所述三通接头的第一端口用于输入中间相液体，所述三通接头的第二端口用于输入内相金属液，所述三通接头的第三端口用于输出所述内相金属液和所述中间相液体的混合液，并且所述第二端口轴线与所述第一端口轴线垂直。

[0009] 优选地，所述输液管包括第一输液管、第二输液管和第三输液管，所述第一输液管一端贯通连接在所述第一端口上，所述第二输液管一端贯通连接在所述第二端口上，所述第三输液管一端贯通连接在所述第三端口上。

[0010] 优选地，所述流体注射件包括第一流体注射器、第二流体注射器、第一阀门和第二阀门，所述第一阀门贯通连接在所述第一流体注射器端口，所述第二阀门贯通连接在所述第二流体注射器的端口，使所述第一流体注射器通过所述第一阀门与所述第一输液管另一端贯通连接，所述第一流体注射器用于将中间相液体经所述第一输液管输入至所述三通接头内；使所述第二流体注射器通过所述第二阀门与所述第二输液管另一端贯通连接，所述第二流体注射器用于将内相金属液经所述第二输液管输入至所述三通接头内，并且将内相金属液包裹在所述中间相液体中。

[0011] 优选地，所述第一输液管、所述第二输液管和所述第三输液管均为聚四氟乙烯(PTFE)圆管；所述阀门为PEEK阀门。

[0012] 优选地，所述角度调节座一边通过铰链铰接在所述支撑架一边上，所述铰链为可锁定式铰链。

[0013] 优选地，所述角度测量件一端设置在所述支撑架上，所述角度测量件另一端设置在所述角度调节座上。

[0014] 优选地，所述外相液体包裹件包括包裹圆管、液体输入管和外相液体注射件，所述包裹圆管内径大于所述第三输液管外径，所述包裹圆管一端贯通套装在所述第三输液管另一端上；所述液体输入管呈锥形管状，所述液体输入管大头贯通设置在所述包裹圆管一端侧壁上；所述液体输入管作为外相溶液的注入口。

[0015] 优选地，所述外相液体注射件包括第三流体注射器和第三阀门，所述第三流体注射器设置在所述角度调节座上，所述第三阀门设置在所述第三流体注射器的端口上，所述第三流体注射器通过所述第三阀门贯通连接在所述液体输入管小头上；所述第三流体注射器用于相所述包裹管内输入外相溶液。

[0016] 优选地，该制备液体金属双重液滴的微流控装置的制备方法，包括如下步骤：

[0017] (1)将所述角度调节座在所述支撑架上调整至预定角度；

[0018] (2)取适量内相金属液镓铟锡合金置于容积为1mL的所述第二流体注射器中，作为内相金属液；

[0019] (3)配制质量分数为4wt％的海藻酸钠(200mPas)水溶液，并用靓蓝染色，置于容积为20mL第一流体注射器中，作为中间相液体；染色的目的是为了区分中间相液体和外相溶液，以便于观察现象；

[0020] (4)配置加入2wt％表面活性剂Span20的液体石蜡溶液，置于容积为20mL第三流体注射器中，作为外相溶液；

[0021] (5)分别利用所述第一流体注射器、所述第二流体注射器和所述第三流体注射器分别控制对应流体的流量，将所述内相金属液通过所述第一流体注射器经第二端口流入到所述三通接头的通道中；所述中间相液体经所述第一端口注入到所述三通接头中，所述外相溶液通过所述液体输入管注入到所述包裹圆管内形成内部包裹有所述内相金属液滴的双重液滴；

[0022] (6)收集经所述包裹圆管排出的双重液滴，并且再经过掉其他液体后，加入低浓度的NaOH溶液即可完成除氧回收利用。

[0023] 本发明至少包括以下有益效果：

[0024] 1)本发明制备液体金属双重液滴的微流控装置及制备方法设计思路新颖、装置制作简易和操作方便，制备的镓铟锡合金双重液滴粒径均一，尺寸大小精准可控，制备工艺简单，反应条件温和、可控，所用原料环保易购，所需设备少，原料消耗少，适用于规模化生产，应用前景广泛；

[0025] 2)本发明制备液体金属双重液滴的微流控装置及制备方法可以在微流控装置中实现液体金属、水、油三相体系双重液滴的快速稳定生成，同时，可以通过手动调节角度调节座倾斜角度的大小来控制液体金属重力作用对双重液滴的生成影响；

[0026] 3)本发明制备液体金属双重液滴的微流控装置及制备方法制作工艺和材料均简单，使用操作便捷，降低了本发明类似产品的微流控装置的制造成本及工艺复杂性；

[0027] 4)本发明制备液体金属双重液滴的微流控装置及制备方法通过调控装置的倾斜角大小调控液体金属的重力作用，所用实验材料简单且操作简便，降低了现有的防止液体金属氧化方式和材料的复杂性。

[0028] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

[0029] 图1为本发明制备液体金属双重液滴的微流控装置及制备方法中形成双重液滴的第一构型图；

[0030] 图2为本发明制备液体金属双重液滴的微流控装置及制备方法中形成双重液滴的第二构型图；

[0031] 图3为本发明制备液体金属双重液滴的微流控装置及制备方法中Q1＝0.002mL/min；Q3＝0.1mL/min时Q2和倾斜角的变化对双重液滴的生成及构型影响示意图；

[0032] 图4为本发明制备液体金属双重液滴的微流控装置及制备方法中Q1＝0.002mL/min；Q2＝0.02mL/min；Q3＝0.2mL/min时，倾斜角的变化对双重液滴的生成及构型影响示意图；

[0033] 图5为本发明制备液体金属双重液滴的微流控装置主视图；

[0034] 图6为本发明制备液体金属双重液滴的微流控装置俯视图；

[0035] 图7为本发明制备液体金属双重液滴的微流控装置立体结构示意图；

[0036] 图8为本发明制备液体金属双重液滴的微流控装置图6中A‑A方向剖面立体结构示意图。

[0037] 其中：1‑支撑架，2‑三通接头，3‑第一输液管，4‑第二输液管，5‑第三输液管，6‑角度调节座，7‑角度测量件，8‑铰链，9‑包裹圆管，10‑液体输入管。

具体实施方式

[0038] 以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

[0039] 本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

[0040] 根据图1‑图8所示，一种制备液体金属双重液滴的微流控装置及制备方法，包括合金液滴生成件和壳层液滴生成件，所述壳层液滴生成件设置在所述合金液滴生成件上，通过所述合金液滴生成件和所述壳层液滴生成件的结合生成液体金属镓铟锡合金双重液滴。所述合金液滴生成件包括支撑架1、三通接头2、输液管和流体注射件，所述三通接头2设置在所述支撑架1上，所述输液管设置在所述三通接头2上，所述流体注射件设置在所述输液管上。所述支撑架1提供水平支撑。所述三通接头2水平敷设在所述支撑架1顶面上。其中所述三通接头2的第一端口用于输入中间相液体，所述三通接头2的第二端口用于输入内相金属液，所述三通接头2的第三端口用于输出所述内相金属液和中间相液体的混合液，并且第一端口和第三端口轴线重合，所述第二端口轴线与所述第一端口轴线垂直。作为一种选择，所述三通接头2为透明的T型ETFE三通接头，其具体结构参数为外径OD＝1/16”，内径ID＝
0.02”。所述三通接头2用于将所述中间相液体和所述内相金属液混合后输出至所述壳层液滴生成件内。

[0041] 所述输液管包括第一输液管3、第二输液管4和第三输液管5，所述第一输液管3、第二输液管4和第三输液管5均设置在所述三通接头2上。所述第一输液管3一端贯通连接在所述第一端口上，所述第一输液管3用于向所述第一端口输入中间相液体。所述第二输液管4一端贯通连接在所述第二端口上，所述第二输液管4用于向所述第二端口输入内相金属液。所述第三输液管5一端贯通连接在所述第三端口上，所述第三输液管5用于将所述第三端口排出的所述内相金属液和所述中间相液体的混合液排入所述壳层液滴生成件内。进一步的，所述第一输液管3、第二输液管4和第三输液管5均为聚四氟乙烯(PTFE)圆管，其具体结构参数为外径OD＝1/16”，内径ID＝0.02”。通过三通接头2、输液管和流体注射件结合构成作为内相金属液滴的生成器。作为一种选择，所述第一端口为中间相液体的注入口，所述第二端口为内相金属液镓铟锡合金的注入口。作为一种选择，所述第一输液管3、第二输液管4和第三输液管5长度均为30cm。

[0042] 所述流体注射件包括流体注射器和阀门，所述流体注射器设置在所述支撑架1上，所述阀门设置在所述流体注射器上，所述流体注射器通过所述阀门与所述输液管连通。所述流体注射器包括第一流体注射器和第二流体注射器，所述第一流体注射器和所述第二流体注射器均设置在所述支撑架1上。所述阀门包括第一阀门和第二阀门，所述第一阀门贯通连接在所述第一流体注射器端口，所述第二阀门贯通连接在所述第二流体注射器的端口。使得所述第一流体注射器通过所述第一阀门与所述第一输液管3另一端贯通连接，所述第一流体注射器用于将中间相液体经所述第一输液管3输入至所述三通接头2内。使得所述第二流体注射器通过所述第二阀门与所述第二输液管4另一端贯通连接，所述第二流体注射器用于将内相金属液经所述第二输液管4输入至所述三通接头2内，并且将内相金属液包裹在所述中间相液体中。作为一种选择，所述阀门为PEEK阀门。

[0043] 所述壳层液滴生成件包括角度调节座6、角度测量件7和外相液体包裹件，所述角度调节座6设置在所述支撑架1上，所述角度测量件7设置在所述角度调节座6上，所述外相液体包裹件设置在所述角度调节座6上。所述角度调节座6一边通过铰链8铰接在所述支撑架1一边上，所述铰链8为可锁定式铰链，使所述角度调节座6与所述支撑架1根据需要调节相对角度。作为一种选择，所述角度调节座6为所述PMMA材质。

[0044] 所述角度测量件7一端水平固定设置在所述支撑架1上，所述角度测量件7另一端水平固定设置在所述角度调节座6上。使得所述角度测量件7能够准确测量出所述角度调节座6围绕所述铰接转动角度。作为一种选择，所述角度测量件7为数显角度尺。

[0045] 所述外相液体包裹件包括包裹圆管9、液体输入管10和外相液体注射件，所述包裹圆管9设置在所述角度调节座6上，所述液体输入管10设置在所述包裹圆管9上，所述外相液体注射件设置在所述液体输入管10上。所述包裹圆管9内径大于所述第三输液管5外径，所述包裹圆管9一端贯通套装在所述第三输液管5另一端上。所述包裹圆管9作为双重液滴的生成件。作为一种选择，所述包裹圆管9为透明的PTFE圆管。所述包裹圆管9的结构参数为外径OD＝3.0mm，内径ID＝2.0mm，长度为70mm。所述液体输入管10呈锥形管状，所述液体输入管10大头垂直贯通设置在所述包裹圆管9一端侧壁上。所述液体输入管10作为外相溶液的注入口。

[0046] 所述外相液体注射件包括第三流体注射器和第三阀门，所述第三流体注射器设置在所述角度调节座6上，所述第三阀门设置在所述第三流体注射器的端口上，所述第三流体注射器通过所述第三阀门贯通连接在所述液体输入管10小头上。所述第三流体注射器用于相所述包裹管内输入外相溶液。作为一种选择，所述第三阀门通过第四输液管与所述第三流体注射器端口连通。所述外相溶液为液体石蜡。进一步的，所述第三流体注射器通过AB速干胶固定在角度调节座6上。作为一种选择，所述角度调整座的结构参数为厚度2mm，长×宽＝60mm×30mm。

[0047] 使得所述外相溶液从所述液体输入管10进入所述包裹圆管9一端内后，使外相溶液完全包裹在所述中间相液体外。包裹有中间相液体和内相金属液的外相溶液经包裹圆管9另一端流出至玻璃皿中被收集。作为一种选择，所述包裹圆管9结构参数外径OD＝3.0mm，内径ID＝2.0mm。

[0048] 进一步的，所述合金液滴生成件和所述壳层液滴生成件均使用透明可视材质，便于直接观察各部分液滴的生成情况。

[0049] 所述制备液体金属双重液滴的微流控装置的制备方法，其包括以下步骤：

[0050] (1)将所述角度调节座6在所述支撑架1上调整至预定角度；

[0051] (2)取适量内相金属液镓铟锡合金置于容积为1mL的第二流体注射器中，作为内相金属液；

[0052] (3)配制质量分数为4wt％的海藻酸钠(200mPas)水溶液，并用靓蓝染色，置于容积为20mL第一流体注射器中，作为中间相液体；染色的目的是为了区分中间相液体和外相溶液，以便于观察现象；

[0053] (4)配置加入2wt％表面活性剂Span20的液体石蜡溶液，置于容积为20mL第三流体注射器中，作为外相溶液；

[0054] (5)分别利用第一流体注射器、第二流体注射器和第三流体注射器分别控制对应流体的流量，将内相金属液通过第一流体注射器经第二端口流入到所述三通接头2的通道中；中间相液体经第一端口注入到所述三通接头2中，所述外相溶液通过所述液体输入管10注入到所述包裹圆管9内形成内部包裹有内相金属液滴的双重液滴；

[0055] (6)收集经所述包裹圆管9排出的双重液滴，并且再经过掉其他液体后，加入低浓度的NaOH溶液即可完成除氧回收利用。

[0056] 首先内相金属液流过三通接头2处经过错流剪切，将内相金属液被中间相液体剪切形成内相金属液。内相金属液在中间相液体中，随中间相液体一起流动，从三通接头2的第三端口流出，在经过包裹圆管9内后，包裹有内相金属液的中间相液体被在液体输入管10中流动的液体石蜡外相剪切成壳层液滴，生成内部包裹有内相金属液滴的双重液滴。

[0057] 进一步的，内相金属液：内相金属液是指一种低熔点的金属，在室温或低温状态时呈现出可流动的不定型状态。内相金属液可看作是由正离子流体和自由电子气组成的混合物。

[0058] 镓铟锡合金(Galinstan)：主要配比为68.5％的镓金属，21.5％的铟金属和10％的锡金属。

[0059] 中间相液体为海藻酸钠溶液：海藻酸钠溶液主要成分如下，用电子天平在称量纸上称取4g海藻酸钠(型号选择：粘度200mPas)粉体，在烧杯中称取100g去离子水，将称取的粉体在搅拌转子的搅拌下加入到100g去离子水中，充分溶解(可适当在50℃左右加热搅拌)，得到无色透明液体。向得到的无色透明液体中加入极少量的靓蓝粉体染色，用玻璃棒手动搅拌使溶液颜色均匀，静置一段时间消除气泡，得到蓝色透明液体。

[0060] 外相溶液为液体石蜡：液体石蜡主要成分如下，用电子天平称取96g液体石蜡，向其中加入4g表面活性剂山梨醇酐单月桂酸酯(Span20)，搅拌均匀备用。

[0061] 所述制备液体金属双重液滴的微流控装置的制备方法中具体细节包括：

[0062] 首先，手动调整角度调节座6角度大小，即调整角度调节座6与所述支撑架1的弯曲程度。利用角度测量件7读数，将倾斜角大小固定在30‑45°。接着选择三相流量，内相金属液流量固定在0.002ml/min，中间相液体流量固定在0.02‑0.05ml/min，外相溶液流量固定在0.3‑0.5ml/min，通过第二端口注入内相金属液镓铟锡合金，通过第一端口注入中间相液体海藻酸钠溶液，中间相液体剪切内相金属液生成的液体金属液滴通过第三端口流入到包裹圆管9内。外相溶液液体石蜡通过液体输入管10注入到包裹圆管9中，剪切从第三端口流入的中间相液体形成壳层液滴，从而生成内部包裹着液体金属液滴的双重液滴,且液体金属内液滴位于壳层液滴的中心，并可以维持如图1和图2所示的稳定构型，所述构型为双重液滴的最优构型。生成的双重液滴从包裹圆管9另一端流出，用玻璃皿收集。

[0063] 实验完毕，液体金属可以通过向玻璃皿收集的液体中过掉其他液体，加入低浓度的NaOH溶液进行除氧回收利用，降低成本。

[0064] 所述制备液体金属双重液滴的微流控装置及制备方法，在不同流速和不同倾斜角的实验数据及效果图如下：

[0065] 实验中，全程固定内相液体金属的流量不变，为0.002mL/min。

[0066] 将倾斜角大小依次改变并固定在不同角度(水平状态0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°)。接着选择三相流量，内相金属液流量固定在0.002ml/min，中间相液体流量固定在
0.02ml/min(依次按0.01的间隔改变，范围为：0.01‑0.1ml/min)，外相溶液流量固定在0.3‑
0.5ml/min(依次按0.1的间隔改变，范围为：0.1‑0.5ml/min)，按照上述实验步骤进行实验，得到如图3所示各个实验数据对应的实验效果图。

[0067] 固定内相金属液流量为0.002mL/min，固定外相溶液流量为0.1mL/min，改变中间相液体流量和倾斜角大小，进行实验，得到的实验现象图如图3所示。

[0068] 由图示的贴近x轴的第一条水平图像可知，即倾斜角为0°时，中间相流量从0.01到0.1mL/min变化，无法生成双重液滴。

[0069] 由图示的贴近x轴的第二条水平图像可知，倾斜角为15°时，中间相液体为0.01mL/min，0.02mL/min和0.03mL/min时，可以生成双重液滴，但是内相金属液数目为两个。当中间相液体流量增大为0.04到0.1mL/min时，无法生成双重液滴。

[0070] 由图示的贴近x轴的第三条水平图像可知，倾斜角为30°时，中间相液体为0.01mL/min到0.05mL/min时，可以生成包裹多个内相金属液滴的双重液滴。当中间相液体流量增大为0.06到0.1mL/min时，无法生成双重液滴。

[0071] 由图示的贴近x轴的第四到第七条水平图像可知，倾斜角为45°、60°、75°和90°时，中间相液体从0.01mL/min到0.1mL/min变化时，可以生成双重液滴。但双重液滴的构型不同，且生成之后的稳定性存在差异。倾斜角越大(大于45°)，生成之后的双重液滴越容易分离(内液滴加速运动，脱离壳层液滴)。因此，综合实验考虑，最优的倾斜角大小为30°到45°。在内相金属液和外相溶液流量(Q1＝0.002mL/min；Q3＝0.1mL/min)固定的情况下，中间相液体最优流量范围为0.01‑0.05mL/min。

[0072] 控制三相流量：内相金属液为0.002mL/min，中间相液体为0.02mL/min，外相溶液为0.2mL/min。调整不同的倾斜角大小进行实验，得到的实验现象图如图4所示。

[0073] 如图4所示，在不加倾斜角，即水平状态下，三相流体系的蓝色中间相液体无法被透明的外相溶液剪切断裂形成液滴，内相金属液滴受垂直方向的重力作用沉积在通道壁面无法继续流动，从而形成内相金属液滴在连续的中间相液体的流型，无法生成双重液滴。

[0074] 随着倾斜角的加入，在倾斜角为10‑25°时，可以生成双重液滴，构型如上图所示。液体金属内液滴未被蓝色壳层液滴完全包裹，形成部分粘连流动的状态，且会随着流动发生分离。也即较小的倾斜角度无法形成构型稳定的双重液滴。

[0075] 当倾斜角增大为30‑45°时，液体金属内液滴可以完全被包裹在蓝色壳层液滴中，且位于壳层液滴中心，不易分离，构型稳定。

[0076] 因此，在三相流量固定的条件下(内相为0.002mL/min，中间相为0.02mL/min，外相为0.2mL/min)的最优倾斜角度为30‑45°。

[0077] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。