Gotículas ou emulsões são amplamente utilizadas nas áreas de distribuição de drogas, análises químicas, ensaios biológicos e síntese de materiais. As emulsões podem ser criadas usando um dispositivo microfluídico que permite a geração de gotículas de uma fase dispersas em uma fase imiscível. Ao contrário do processo de emulsificação em massa, dispositivos microfluídicos permitem a geração controlada de gotas com alta monodispersidade.

Geradores de gotículas microfluídicas estão sendo feitos por vários métodos, incluindo fotolitografia, montagem manual de unidades fluídicas e impressão 3-D. É um desafio alcançar um equilíbrio entre a facilidade de fabricação de dispositivos e a complexidade das emulsões produzidas. O desenvolvimento de um gerador de gotículas personalizável que pode produzir emulsões de vários tamanhos e complexidades é de grande interesse. Esses dispositivos podem ser empregados para diferentes aplicações para produzir emulsões personalizadas. Para este fim, pesquisadores da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura (SUTD) desenvolveram uma abordagem modular para fabricar geradores microfluídicos de gotículas axissimétricas com módulos distintos de acessórios impressos em 3-D, agulhas e tubos.

Um único dispositivo foi feito alinhando coaxialmente um conector impresso 3-D e uma agulha presa por tubos elásticos. A fabricação plug-and-play desses dispositivos permitiu uma reconfiguração e personalização fáceis. Cada módulo do dispositivo pode ser alterado individualmente, e módulos adicionais podem ser facilmente anexados para variar o tipo de emulsões. Gotículas de diâmetros variados podem ser produzidas trocando as agulhas conectadas ao dispositivo, e os pesquisadores alcançaram um diâmetro mínimo de 332 ± 10 μm para a agulha de diâmetro interno padrão de 60 μm. Os dispositivos foram estendidos em direções seriais e paralelas usando acessórios apropriados que produziram emulsões duplas e partículas de Janus.

"Usando acessórios simples e unidades de baixo custo, fomos capazes de criar um protótipo rápido do dispositivo de forma plug-and-play. Demonstramos a personalização dos dispositivos, produzindo emulsões simples e complexas, montando vários módulos juntos, "disse o professor assistente do SUTD Michinao Hashimoto.

Este trabalho foi publicado em RSC Advances . Sindhu Vijayan, um estudante de pós-graduação no SUTD, também participou deste projeto de pesquisa.