High-throughput photocontrol of water drop generation, fusion, and mixing in a dual flow-focusing microfluidic device

Grâce à l'introduction d'un tensioactif photosensible dans les phases aqueuses d'un nouveau type de dispositif microfluidique à double focalisation de flux, nous décrivons pour la première fois le contrôle de la génération, de la fusion et du mélange de microgouttes aqueuses dispersées dans une phase d'huile, à l'aide d'un stimulus lumineux produit par une simple diode électroluminescente. Une illumination UV à 365 nm fait basculer réversiblement l'écoulement entre un régime à double jet (−UV) et un régime à double train de gouttes (+UV), nous permettant ainsi de générer à la demande, et de manière dynamique, deux populations de gouttes de compositions distinctes. Des chambres d'expansion permettent d'induire la fusion des gouttes générées par la lumière et de contrôler ainsi le mélange de leurs composants. Nous montrons que la position des chambres définit le degré de fusion et de mélange. Ce mélange s'opère de manière bien plus rapide que le temps caractéristique de diffusion des composants, grâce à l'advection chaotique créée au sein des gouttes en mouvement.