Optimierte Emulsions- und Partikelerzeugung in mikrofluidischen Strukturen

Inhalt dieser Arbeit ist es, mit Hilfe neuartiger Mikrokanalgeometiren (Steps) mikrofluidische Tropfengeneratoren mit hoher Monodispersität und hohem Durchsatz zu entwickeln und zu erproben. Die Durchsatzsteigerung sollte dabeidurch interne Parallelisierung der relevanten Strukturmerkmale in einem vergrößerten mikrofluidischen Bauteil erzielt werden. Unterstützt wurde die Entwicklung durch optimierende CFD- Simulationen. Mit Hilfe der neuen Strukturen sollten Mechanismen und Gesetzmäßigkeiten der Tropfenbildung im Step untersucht werden, um eine Basis für die Auslegung anwendungsspezifischer leistungsstarker Tropfengeneratoren zu ermöglichen. Um den Einfluss der Reaktorgeometrie auf die Tropfenbildung und -größe zu untersuchen, wurden im Rahmen dieser Arbeit sieben verschiedene Step-Reaktoren konzipiert und mit Hilfe einer Laserstrukturierungsanlage gefertigt. Die gefertigten Tropfengeneratoren unterscheiden sich in der Düsen- und Step-Geometrie, ihren Kanaldimensionen und in der Anzahl der Steps.