液滴微流控芯片系统研发与微生物矿化机理研究

作     者：张瑾璇 刘汉龙 肖杨 ZHANG Jinxuan;LIU Hanlong;XIAO Yang

作者机构：重庆大学土木工程学院重庆400045 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52078085) 国家自然科学基金重点项目(41831282) 重庆市规划和自然资源局项目(KJ-2021048) 

出 版 物：《岩土工程学报》 (Chinese Journal of Geotechnical Engineering)

年 卷 期：2024年第46卷第6期

页      码：1236-1245页

摘      要：微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术是一种基于生物矿化作用的新型土体加固和修复技术。由于生物反应过程复杂,结晶影响因素多,MICP矿化机理目前还不明确。MICP微流控系统能够对微细尺度下的微生物矿化沉积规律进行可视化研究,但观测晶体生长尺度仍较大。设计了一种液滴微流控芯片,通过调控不相溶两相流体的流速,生成了直径约450μm的扁球体弹状流液滴作为MICP微反应器,从而搭建了精度更高的微生物矿化液滴微流控芯片系统。通过该系统观测表明:碳酸钙结晶点周围的细菌分布均无变化,随着反应进行,晶体尺寸逐渐扩大,形貌不变;在晶体生长过程中,部分细菌吸附到晶体表面,但晶体周围无明显的细菌聚集现象。此外,采用扫描电镜进一步观测到碳酸钙表面细菌吸附部位存在孔洞。液滴微流控芯片系统为微生物矿化提供了一个精细的微米尺度反应器,为探究MICP成核机理提供了一种有效的分析方法。

主 题 词：液滴微流控 微流控芯片 MICP 碳酸钙 微生物矿化 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 081401[081401] 08[工学] 0703[理学-化学类] 0814[工学-地质类] 

核心收录：

D　O　I：10.11779/CJGE20230255

馆 藏 号：203128149...