微流控技术(microfluidics)是指利用尺寸为数十到数百微米的通道,对微小体积的流体进行精确操控的科学和技术,是化学、化工、微纳技术和流体力学等领域交叉形成的一个新的研究方向。集成微小通道和特定功能单元的装置叫做微流控芯片(microfluidics chip)。利用微流控技术制备乳液液滴有着结构可精准调控,单分散性好,制备速度快等优点。利用乳液液滴为模板,进而制备具有特定功能的微颗粒材料是现在微流控技术发展的重点之一。本论文综合讨论了微流控技术制备乳液液滴和微流控功能材料的优点,并利用两种不同结构的微流控芯片分别制备出了核-壳结构的微球和Janus结构的微球。主要研究内容如下:(1)利用套管式微流控芯片制备了一系列具有等级孔结构的核-壳高分子微球。通过向光固化树脂中加入十一醇,在紫外光引发的过程中产生相分离,得到孔结构。进一步通过调节不同相的流速,来对高分子微球的大小,壁厚进行调控。我们可以得到壁厚在40-100μm,大小在350-440μm的高分子微球。将所得的高分子微球利用化学沉积的方法使表面镀银,成为高分子和银杂化的微球,将其煅烧处理,得到银壳中空微球。将其用于SERS的研究。通过实验和数值模拟的方法,共同验证了煅烧过程中,银纳米粒子的聚集状态发生了显著变化,从而影响了微球的SERS效应。中空多孔结构通过增强银在微球中的沉积,同时保留银单质间的空隙,从而提升了SERS检测灵敏度。在这项工作中使用的实验和模拟方法为制备其他具有空心结构的功能性多孔微球材料提供了有用的参考。(2)利用单极式微流控芯片,液体石蜡和壳聚糖-纳米颗粒混合液分别作为连续相和分散相,通过调节两者的流速,产生W/O乳化液滴,通过交联固化的方式,使微液滴固化为微球。向壳聚糖溶液中加入过氧化氢溶液,调节壳聚糖溶液的粘度,使原本均一的壳聚糖-纳米粒子微液滴在发生交联时,纳米颗粒在微液滴中产生物系分离,从而使其沉积在微液滴的一端,固化完成后形成了壳聚糖-纳米颗粒的Janus微球。从实验中结果可知,纳米粒子沉降过程和壳聚糖与戊二醛交联的过程是同时进行的。当沉降过程的速度大于戊二醛扩散交联的速度时,将会产生Janus微球。该方法利用简单的固-液两相相分离,可以简单的制备出壳聚糖-纳米颗粒的Janus微球,该方法中可使用的纳米颗粒种类多样,具有很好的普适性。