微型流变仪的发展

材料的设计、开发和生产主要是在人类直觉和已有知识的指导下，通过单一的试错实验进行的。这种方法很耗时，而且会产生大量的浪费。20世纪70年代，Hanak的开创性工作引入了梯度库和系统平行筛选以加速所需材料试错实验的概念。Kumar等人最近对早期的高通量实验（HTE）进行了全面的历史回顾，他们发现，HTE的平行筛选可以通过数据科学的方法（例如，人工智能）得到加强，并可以阐明材料合成变量（例如成分）和材料性能（例如加工性、粘度等）之间的关系。HTE方法最近通过使用微型通道的微流变仪，被应用于乳状液和低粘度乳状液的流变学（HT-Rheo-e）粘性流体，许多作者使用微流变仪来代替大量不同的重复试验。

通常，微流变仪可定义为当至少一个特征尺寸在微米尺度上时，能够定量测量流体聚合物流变性能的流变仪。Moon等人首次尝试并行进行实验，他们开发了一种用于同时测量不同聚合物的多样本微缝流变仪，同时通过在流入微通道的过程中施加不同的力来同时测量流体的动态毛细管压力和粘度。然而，他们从聚合物前流中计算粘度的速度并不快，每次实验后都需要耗时、漫长的清洁。

一些通常在宏观尺度上被忽视的因素可能会发挥重要作用。壁效应通常在具有大的表面与体积比的系统中更容易产生不利影响。Benbow和Lamb研究了亚毫米几何形状的标准毛细管流变仪，他们考虑了可获得的应力和粘度的范围。Ybarra讨论了减少剪切加热的有利影响和压力引起的粘度变化。Clasen和McKinley深入研究了微通道的特征尺寸（从100μm到3μm）对粘度的影响。他们发现，对于牛顿和非牛顿颗粒悬浮液和乳液，只有当通道尺寸与颗粒或液滴尺寸相当时，才会有通道尺寸的影响。在该尺寸以上，聚合物溶液和熔体的行为不受通道尺寸的影响。上述的局限性推动了HT-Rheo-E的微型流变仪的发展。

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