液滴微流控技术作为一种新兴的流体操控技术,可以实现微纳米级别的液滴生成,并且生成的液滴可以具有多种形式和功能,已然成为生物、化学、医疗、材料等工程应用领域开发新型材料与器件的方法,其涉及应用范围包括单细胞分析、药物筛选、个人洗护等。Janus型粒子作为一种双极性粒子具有良好的两亲性,不同结构的Janus粒子可以具有多种功能,在药物运输、复合材料、MEMS器件等方面具有广泛的应用价值。传统的Janus粒子的制备过程复杂,需用的仪器多,材料的利用率不高。利用液滴微流控的方式进行Janus粒子的合成精简了粒子制备的过程,提高了材料的利用率,同时实现了不同比例Janus粒子的合成。液滴微流控芯片是一个研究平台,其目的是为各领域的应用提供方法。根据液滴的结构以及功能的不同需求,需要设计不同结构的液滴微流控芯片。针对Janus复合液滴,本文设计一种利用θ型玻璃毛细管一步生成Janus复合液滴的玻璃毛细管微流控芯片结构,根据此结构对金属比例不同的Janus复合液滴制备做了以下研究。根据微通道内两相流的基本理论与液滴形成过程中的受力分析,推导了液滴大小与各相流体流速的关系式,建立了基于共轴流法的液滴生成仿真模型,对影响液滴生成大小及频率的关键因素,如流体流速、表面张力进行了模拟分析,为生成液滴的玻璃微流控芯片的设计提供支撑。根据理论分析和仿真模拟设计,搭建了“一步”生成Janus复合液滴的实验平台,分析了连续相及分散相流速对液滴大小、尺寸均匀性及生成频率的影响;研究了Janus复合液滴中金属所占比例与两分散相流速的关系,实现了金属比例可控的Janus复合液滴高效合成,以Janus复合液滴为结构诱导剂,固化生成了金属比例可控的Janus微球。根据非均匀电场中介电泳力对粒子的操控原理,分析了Janus微球在非均匀电场中非对称极化现象、受到的负介电泳力与频率响应特性及电旋转现象,进而对Janus微球在电场中的运动情况进行了合理的分析。