2020年第2期基于显微图像识别的微流控液滴聚并研究

Posted 2021-04-07 化工学报

DOI：10.11949/0438-1157.20190738

引用本文：张皓, 王凯. 基于显微图像识别的微流控液滴聚并研究[J]. 化工学报, 2020, 71(2): 526-534

基于显微图像识别的微流控

液滴聚并研究

张皓，王凯

（清华大学化学工程系，化学工程联合国家重点实验室，

北京 100084）

微流控技术作为操控微米尺度液滴的重要手段，受到普遍关注。显微摄像是微流控过程的主要研究方法，以往主要通过人工观察识别的方式获取关键参数，工作效率低、数据量小，限制了针对复杂微流控过程的深入认识。提出了一种基于MATLAB图像处理程序的微流控液滴聚并研究方法，通过背景提取、背景扣除、掩膜二值化、噪声消除、区域填充、形态开启、边界物体移除、干扰滤除等过程，实现六边形扩大通道内液滴聚并显微实验视频的数值化，进一步通过识别液滴投影面积、质心、偏心率等信息，研究了液滴运动速度和液膜的排空时间等微流控聚并关键参数的变化规律。

/ 作者介绍  /

王凯，清华大学副教授，博士生导师。主要从事多相微分散科学规律、微反应绿色有机合成、电化学微反应过程研究。先后获得国家技术发明二等奖、科技进步二等奖、中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖和科技进步一等奖等科技奖励。任Chinese Journal of Chemical Engineering青年编委、中国颗粒学会青年理事、中国化工学会过程强化专委会和精细化工专委会青年委员。

/ 团队介绍  /

课题组研究方向

1. 微混合与微尺度传递基本规律

面向微尺度混合和传递过程，开发自动化微流体实验平台，探索微尺度流体混合特性和动态界面张力演变规律，基于LBM、OpenFOAM等方法建立微尺度传递模型，揭示微尺度混合和传递强化的作用机制。

2. 基于微反应器的绿色有机合成

针对精细化学品及其中间体的绿色合成，发展基于Labview软件的自动化流动化学平台，通过反应动力学调控和电化学反应技术提高产物收率和选择性，实现高端化学品合成过程的小型化和连续化。

3. 光学纳米材料的微反应连续制备

围绕稀土上转化纳米颗粒、金属纳米颗粒的稳定制备，开发高温抗腐蚀微反应实验平台，研究微反应条件下纳米颗粒的成核生长规律，发展连续化的纳米材料制备技术，实现材料结构调控和表面功能化。

4. 微反应装置的放大、集成和产业化

面向微反应过程的工业应用，建立微反应设备的放大方法，发展微反应工艺，实现微反应装置与常规化工系统的耦合和匹配，开展微化工技术的产业化实践。 

联系方式

邮箱：[e-mail]

邮编：100084

课题组主页：

http://www.chemeng.tsinghua.edu.cn/scholars/wangkai/index-ch.html

点击下方“阅读原文”查看全文