Методика устойчивой модификации смачиваемости стенок каналов микрофлюидных чипов из полидиметилсилоксана
Якимов А.С.1, Мешкова В.Д.1, Минаков А.В.1
1Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия

Email: Redel-vd@yandex.ru
Поступила в редакцию: 15 июля 2025 г.
В окончательной редакции: 25 мая 2026 г.
Принята к печати: 2 июня 2026 г.
Выставление онлайн: 21 сентября 2026 г.
Смачиваемость внутренней поверхности пористого тела определяет характер многофазных потоков при течении через него жидкостей. Поэтому при создании микрофлюидных моделей пористых сред необходимо контролировать не только топологию поровых каналов, но и управлять смачиваемостью их стенок. Разработана методика гидрофилизации стенок каналов микрофлюидных чипов с помощью их предварительной обработки диэлектрическим барьерным разрядом и финальной обработки поливиниловым спиртом. Предложенная методика позволила получать устойчивую во времени гидрофилизацию поверхности микрофлюидных чипов как в случае вытеснения нефти водой, так и наоборот. Это является чрезвычайно важным обстоятельством для дальнейшего расширения применения микрофлюидных технологий в нефтегазовой индустрии. Установлено, что при такой обработке каналов микрочипов получается устойчивая гидрофилизированная поверхность, которая сохраняет свои свойства при прокачивании углеводородных жидкостей в течение нескольких суток. Так, в частности, было показано, что после обработки загерметизированного микрофлюидного чипа краевой угол смачивания на границе полидиметилсилоксана-вода-нефть уменьшался с 125 до 25o. Ключевые слова: изготовление микрофлюидных чипов, модификация смачиваемости, диэлектрический барьерный разряд, поливиниловый спирт, полидиметилсилоксан.
- M. Omran, S. Akarri, O. Torsaeter. Processes, 991, 2 (2020). DOI: 10.3390/pr8080991/
- Schneider. American J. Appl. Sci., 8 (11), 927 (2011)
- Д. Перепонов, А. Щербакова, В.В. Казаку, М.Э. Гаджиев, М.А. Тархов, Е.Д. Шилов, А.Г. Черемисин. Вестник нефтегазовой отрасли Казахстана, 5 (1), 57 (2023)
- M.M. Khayrullin, T.R. Zakirov, P.A. Grishin, E.D. Shilov, A.S. Bukatin. Methods for Studying Two-Phase Flows in Porous Media: Numerical Simulation and Experiments on Microfluidics Chips. In Proceedings of the SPE Russian Petroleum Technology Conference (Virtual, 26-29 October 2020)
- B. Schumi, T. Clemens, J. Wegner, L. Ganzer, A. Kaiser, R.E. Hincapie, V. Leitenmuller. Rock-on-a-Chip devices for high p, T conditions and wettability control for the screening of EOR chemicals (SPE Europec featured at 79th EAGE Conference and Exhibition, June 2017), DOI: 10.2118/185820-MS
- G. Hauke. Fluid Mechanics and its Applications, 86 (2008)
- W. Yang, J.W. Brownlow, D.L. Walker, J. Lu. Water Resources Research (2021), DOI: https://doi.org/10.1029/ 2020WR029522
- M.H. Schneider, H. Willaime, Y. Tran, F. Rezgui, P. Tabeling. Anal. Chem., 82 (2010). DOI: 10.1021/ac101345m/
- J. Wegner, L. Ganzer. Rock-on-a-Chip devices for high p, T conditions and wettability control for the screening of EOR chemicals/ (SPE Europec featured at 79th EAGE Conference and Exhibition. June 2017), DOI: 10.2118/185820-MS
- A. Olah, H. Hillborg, J.G. Vancso. Appl. Surf. Sci., 239 (3-4), 410 (2005). DOI: 10.1016/j.apsusc.2004.06.005
- M. Vorenkamp, Y. Murakami, T.Y. Chen, A. Starikovskiy, M. Nickerson, A. Rousso. In AIAA Scitech. 1-8 (2021)
- Z. Fang, Y. Qiu, E. Kuffel. J. Phys. D: Appl. Phys., 37, 2261 (2004). DOI: 10.1088/0022-3727/37/16/007
- K. Haubert, T. Drier, D. Beebe. Lab. Chip, 6 (12), 1548 (2006)
- K. Krawczyk, A. Jankowska, M. M otek, B. Ulejczyk, T. Kobiela, K. awniczak-Jab onska. Materials, 16 (8), 2973 (2023). DOI: https://doi.org/10.3390/ma16082973
- H. Si, L. Zhou, Y. Wu, L. Song, M. Kang, X. Zhao, M. Chen. J. Lin. Composites Part B: Engineering, 199 (2020)
- T. Trantidou, Y. Elani, E. Parsons, O. Ces. Microsystems and Nanoengineering, 3, 16091 (2017). DOI: 10.1038/micronano.2016.91
- D. Wu, X. Xoan. Electrophoresis, 26, 1 (2005)
- A.S. Yakimov, A.I. Pryazhnikov, M.I. Pryazhnikov, A.D. Skorobogatova, A.V. Minakov. Appl. Sci., 13, 11 (2023)
- S.C. Kim, D.J. Sukovich, A.R. Abate. Chip, 15, 15 (2015). DOI: 10.1039/c5lc00626k
- K. Ollegott, Ph. Wirth, Ch. Oberste-Beulmann, P. Awakowicz, M. Muhler. Chemie Ingenieur Technik, 92, 10 (2020). DOI: https://doi.org/10.1002/cite.202000075
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.