流体是物质的重要存在形式,微流控技术是在微米尺度空间里对流体流动进行操控的研究。液滴微流控系统是近年来微流控领域内一个新的分支。每一个液滴均可被视为独立的反应器,研究其在微尺度上的反应及过程则至关重要。与传统生物化学反应相比,液滴微流控具有样品消耗低、反应快、无交叉污染等优点,已经被广泛应用到化学合成、纳米材料制备、细胞分析、药物筛选等诸多领域。然而,液滴的形成与操纵是实现上述功能的基础,但其相关研究却并不深入,因此本文以此为切入点,针对液滴的形成及操纵机理展开研究,对实现液滴的精确控制及应用具有重要意义。　　首先,综述了液滴形成与操纵的国内外研究现状,阐述了微通道两相流基本理论,分析了液滴动力学中常用的相关无量纲参数、壁面润湿特性及接触角和Marangoni效应等对液滴形成的影响。揭示了T通道法、流动聚焦法、共轴流法形成液滴的机理,深入研究了液滴的输运、液滴分裂、液滴融合、液滴混合的液滴操纵机理,建立了各主要影响参数之间的相互关系,获得了其一般规律。　　其次,以理论研究为基础,建立T型通道、十字型通道、共轴型通道的仿真模型,通过设置相应的边界条件,利用水平集方法,进行液滴的生成仿真分析。建立液滴的输运、分裂、融合的基本操纵模型,并完成操纵的仿真分析,为后续实验研究提供参数依据。　　最后,利用光刻法加工出液滴生成与操纵实验所需的微流控芯片和共轴管道型液滴生成装置。分别采用T型通道法、聚焦流法、共轴流法生成均一稳定的液滴,并利用液滴成功包裹了聚苯乙烯微球和酵母菌;实现了液滴的输运、分裂、融合及混合等基本操纵,并将上述功能集成到一块芯片上用以实现其并行功能,有效验证了理论及仿真研究的正确性。