Microfluidics for kinetic inspection of phase diagrams

We present a set of microfluidic tools developed for phase diagram studies. These tools are based, on the one hand on the formation of nanoliter-sized drops which undergo a complex thermal history, and on the other hand, on controlled evaporation used to concentrate a solution. We describe their use on crystallization from solution and we show that the small scale at which they work offers unprecedented control on the kinetic pathway followed in the experiments, and also helps to identify specific phase transitions that would be hidden in macroscopic conditions.

RésuméNous présentons une gamme d'outils microfluidiques destinés à l'étude de diagrammes de phases. Ces outils sont basés sur deux techniques complementaires: la formation de nano-gouttes et leur traitement thermique et l'évaporation contrôlée pour concentrer une solution à l'échelle du nanolitre. Nous décrivons la conception et l'utilisation de ces outils avec une attention particulière sur le contrôle qu'ils offrent sur l'exploration cinétique de diagrammes de phases de solutions aqueuses; en particulier, nous observons pour certains systèmes des états métastables qu'il serait difficile voire impossible d'observer à l'échelle macroscopique.