Goccioline o emulsioni sono ampiamente utilizzate nei campi della somministrazione di farmaci, analisi chimica, saggi biologici e sintesi dei materiali. Le emulsioni possono essere create utilizzando un dispositivo microfluidico che consente la generazione di goccioline di una fase disperse in una fase immiscibile. A differenza del processo di emulsionamento in massa, i dispositivi microfluidici consentono la generazione controllata di goccioline con elevata monodispersione.

I generatori di goccioline microfluidici vengono realizzati con vari metodi tra cui fotolitografia, assemblaggio manuale di unità fluidiche e stampa 3D. È difficile raggiungere un equilibrio tra la facilità di fabbricazione dei dispositivi e la complessità delle emulsioni prodotte. Di grande interesse è lo sviluppo di un generatore di gocce personalizzabile in grado di produrre emulsioni di varie dimensioni e complessità. Tali dispositivi possono essere impiegati per diverse applicazioni per produrre emulsioni su misura. A tal fine, i ricercatori della Singapore University of Technology and Design (SUTD) hanno sviluppato un approccio modulare per fabbricare generatori di goccioline assialsimmetriche microfluidici con moduli distinti di raccordi stampati in 3D, aghi e tubi.

Un singolo dispositivo è stato realizzato allineando coassialmente un connettore stampato in 3D e un ago fissato da tubi elastici. La fabbricazione plug-and-play di questi dispositivi ha consentito una facile riconfigurazione e personalizzazione. Ogni modulo del dispositivo può essere modificato individualmente, e moduli aggiuntivi possono essere facilmente attaccati per variare il tipo di emulsioni. Le goccioline di vari diametri possono essere prodotte cambiando gli aghi attaccati al dispositivo, e i ricercatori hanno raggiunto un diametro minimo di 332 ± 10 μm per l'ago di diametro interno standard di 60 μm. I dispositivi sono stati estesi in direzioni seriali e parallele utilizzando raccordi appropriati che hanno prodotto doppie emulsioni e particelle di Janus.

"Utilizzando raccordi semplici e unità a basso costo, siamo stati in grado di prototipare rapidamente il dispositivo in modo plug-and-play. Abbiamo dimostrato la personalizzazione dei dispositivi producendo emulsioni semplici e complesse assemblando più moduli insieme, ", ha affermato il Professore Assistente SUTD Michinao Hashimoto.

Questo lavoro è stato pubblicato in I progressi di RSC . Sindhu Vijayan, uno studente laureato presso SUTD, partecipato anche a questo progetto di ricerca.