Les gouttelettes ou les émulsions sont largement utilisées dans les domaines de l'administration de médicaments, analyse chimique, essais biologiques et synthèse de matériaux. Des émulsions peuvent être créées à l'aide d'un dispositif microfluidique qui permet la génération de gouttelettes d'une phase dispersée dans une phase non miscible. Contrairement au processus d'émulsification en vrac, les dispositifs microfluidiques permettent une génération contrôlée de gouttelettes avec une monodispersité élevée.

Les générateurs de gouttelettes microfluidiques sont fabriqués par diverses méthodes, notamment la photolithographie, assemblage manuel d'unités fluidiques et impression 3D. Il est difficile d'atteindre un équilibre entre la facilité de fabrication des dispositifs et la complexité des émulsions produites. Le développement d'un générateur de gouttelettes personnalisable pouvant produire des émulsions de taille et de complexité variables présente un grand intérêt. De tels dispositifs peuvent être utilisés pour différentes applications afin de produire des émulsions sur mesure. À cette fin, des chercheurs de l'Université de technologie et de design de Singapour (SUTD) ont développé une approche modulaire pour fabriquer des générateurs de gouttelettes axisymétriques microfluidiques avec des modules distincts de raccords imprimés en 3D, aiguilles et tubes.

Un seul dispositif a été fabriqué en alignant coaxialement un connecteur imprimé en 3D et une aiguille fixée par des tubes élastiques. La fabrication plug-and-play de ces dispositifs a permis une reconfiguration et une personnalisation faciles. Chaque module de l'appareil peut être modifié individuellement, et des modules supplémentaires peuvent être facilement fixés pour varier le type d'émulsions. Des gouttelettes de diamètres variables peuvent être produites en inversant les aiguilles fixées à l'appareil, et les chercheurs ont atteint un diamètre minimum de 332 ± 10 m pour l'aiguille de diamètre intérieur standard de 60 m. Les dispositifs ont été étendus dans des directions série et parallèle en utilisant des raccords appropriés qui ont produit des émulsions doubles et des particules de Janus.

« En utilisant des équipements simples et des unités à faible coût, nous avons pu rapidement prototyper l'appareil de manière plug-and-play. Nous avons démontré la personnalisation des dispositifs en réalisant des émulsions simples et complexes en assemblant plusieurs modules entre eux, " a déclaré le professeur assistant du SUTD Michinao Hashimoto.

Ce travail a été publié dans Avances RSC . Sindhu Vijayan, un étudiant diplômé à SUTD, également participé à ce projet de recherche.