ES2846125T3 - Procedimiento y dispositivo para la producción en aire de gotitas individuales, gotitas compuestas y partículas o fibras (compuestas) con forma controlada - Google Patents

Abstract

Un procedimiento de producción que comprende un procedimiento de formación en vuelo, comprendiendo el procedimiento de formación en vuelo: proporcionar en una atmósfera de gas (5) (i) un primer chorro de líquido dirigido con una primera dirección de chorro (16) a un punto de colisión (80) en dicha atmósfera de gas (5), en el que el primer chorro de líquido comprende un primer material líquido (19), y (ii) un segundo chorro de líquido dirigido con una segunda dirección de chorro (26) al punto de colisión (80), en el que el segundo chorro de líquido comprende un segundo material líquido (29), para proporcionar un tercer chorro que comprende un tercer material (39) coalescido en el punto de colisión (80) que se propaga en una tercera dirección (36), en el que la primera dirección de chorro (16) del primer chorro de líquido y la segunda dirección de chorro (26) del segundo chorro de líquido tienen un ángulo mutuo mayor que 0° e igual a o menor que 75°, en el que el primer material líquido (19) y el segundo material líquido (29) tienen diferentes tensiones superficiales, en el que una proporción de las diferentes tensiones superficiales es al menos 1,05 y no más de 7, en el que el procedimiento de producción comprende además: - proporcionar una vibración a uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido para proporcionar uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido como chorro de líquido (12) interrumpido en el punto de colisión (80), o - proporcionar una vibración a uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido para proporcionar uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido como un chorro de líquido (13) ininterrumpido que tiene una anchura variable (Wj) en una dirección perpendicular a la dirección de chorro (15) respectiva en el punto de colisión (80); en el que la vibración se proporciona por medio de un accionador (50) que comprende un elemento (51) configurado para vibrar a una frecuencia seleccionada del intervalo de 100 Hz-1 MHz.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo para la producción en aire de gotitas individuales, gotitas compuestas y partículas o fibras (compuestas) con forma controlada

Campo de la invención

La invención se refiere a un procedimiento para la producción de un material, tal como un material fibroso o un material particulado (o un material dispersado). La invención se refiere además a un dispositivo para ejecutar dicho procedimiento. Aún más, la invención también se refiere a un producto obtenible por dicho procedimiento y/o con dicho dispositivo.

Antecedentes de la invención

Los sistemas de generación de partículas son conocidos en la técnica. El documento US 20120107498, por ejemplo, describe un sistema de generación de partículas de múltiples componentes que puede incluir una primera boquilla construida para generar al menos una partícula aislada, y una segunda boquilla dispuesta para generar un chorro de fluido, en general, ininterrumpido sin romperse. Las primera y segunda boquillas están dispuestas para hacer que la partícula aislada atraviese el chorro de fluido de un lado al otro lado para combinar la partícula con el fluido del segundo chorro de fluido para proporcionar una partícula de múltiples componentes. Un colector está dispuesto en el otro lado del chorro de fluido por el que las partículas aisladas se pueden capturar después de su colisión con el chorro de fluido. El sistema incluye un modulador, para modular el segundo chorro de fluido para proporcionar un chorro ondulado que tiene porciones más gruesas y más delgadas.

El documento WO2015/091641 se refiere a un procedimiento para producir poliamidas por medio de una disposición de boquillas de pulverización para la colisión de chorros de pulverización, que comprende al menos una boquilla de pulverización que forma un primer chorro de pulverización que tiene una superficie en sección transversal de primer chorro de pulverización y un eje de extensión longitudinal de primer chorro de pulverización, y que comprende un segundo chorro de pulverización que forma un segundo chorro de pulverización que tiene una superficie en sección transversal de segundo chorro de pulverización y un eje de extensión longitudinal de segundo chorro de pulverización, en el que los primer y segundo chorros de pulverización tienen una dirección de pulverización que está orientada hacia el campo gravitacional, y están dispuestos uno frente al otro de modo que en una dirección de pulverización orientada hacia el campo gravitacional, los chorros de pulverización formados colisionen en una zona de colisión.

El documento EP 2213366 A1 divulga un procedimiento de generación de partículas de múltiples componentes que comprende una fase de secado o una fase de reacción química en vuelo libre, comprendiendo dicha fase la transmisión de partículas aisladas proporcionadas por un sistema de dispersión de gotitas a través de un chorro de fluido ininterrumpido modulado. El chorro de fluido ininterrumpido se modula al proporcionar una vibración a dicho chorro de fluido. También se divulga un dispositivo para realizar el procedimiento.

Sumario de la invención

Actualmente, la fabricación aditiva (FA, también conocida como impresión en 3D) posibilita la creación de prototipos, la producción de piezas metálicas de poco peso y la construcción de tejidos humanos artificiales de forma rápida y de alta calidad. En la mayoría de los procedimientos de FA, se eyecta y deposita una pequeña cantidad de material para constituir un producto impreso. Sin embargo, aunque los líquidos se pueden procesar de forma fácil, solo los sólidos mantienen su forma después de su depósito. Por lo tanto, para acomodar las propiedades de diferentes grupos de material, se han desarrollado diversas técnicas de FA. Por ejemplo, la impresión por chorros de tinta es adecuada para el depósito de líquidos de viscosidad baja, la impresión por extrusión para plásticos de viscosidad media e hidrogeles que contienen células, y los sólidos y pastas se pueden procesar usando transferencia láser, donde un pulso láser enfocado activa la eyección de un "voxel" (píxel volumétrico) de una película delgada. Sin embargo, estas tecnologías no solo plantean serios dilemas en términos de resolución y rendimiento, sino que tampoco integran las fases sólida, blanda y líquida dentro de un producto impreso en 3D individual.

Por el contrario, la microfluídica permite el procesamiento en línea: manipular fluidos después de su eyección desde una boquilla, pero antes de su recogida o análisis. Aquí, pequeñas cantidades de material líquido, sólido o gaseoso se fusionan, separan o incluso forman en canales en un chip por manipulaciones ópticas, electrónicas o mecánicas. Esta versatilidad ha dado como resultado en un tremendo progreso e integración de la investigación en ingeniería, física, química, biología y atención médica. Sin embargo, tres limitaciones clave afectan la aplicación generalizada de dispositivos de microfluídica. En primer lugar, los chips de microfluídica se hacen funcionar normalmente a caudales en el orden de 10ml/min, lo que garantiza un control de flujo óptimo y evita una acumulación de presión en exceso que da como resultado daños en el dispositivo, pero que es demasiado baja para muchos propósitos prácticos. En segundo lugar, las "unidades base" de microfluídica (por ejemplo, gotitas, partículas y fibras) se producen típicamente usando un flujo coaxial de viscosidad baja separado para inducir la emulsificación (en microfluídica de gotitas) o para evitar obstrucciones (en microfluídica continua). Por lo tanto, el depósito en una etapa de unidades base para formar estructuras más grandes y con forma estable es difícilmente factible. Incluso si se pudiera omitir este flujo conjunto, la velocidad del líquido en la salida de un dispositivo de microfluídica sería demasiado baja para obtener el chorro, que es el principio detrás de las tecnologías de impresión comunes. En tercer lugar, los desafíos relacionados con el diseño, la fabricación, el tratamiento superficial y el funcionamiento de los dispositivos de microfluídica dificultan su rápido prototipado y ajuste a escala, y, por lo tanto, retrasan la optimización del procedimiento que podría activar la aplicación generalizada de tecnologías de microfluídica.

Por tanto, un aspecto de la invención es proporcionar un procedimiento de producción alternativo, que preferentemente obvie además al menos parcialmente una o más de las desventajas descritas anteriormente, que pueda ser relativamente simple y/o que sea implantable relativamente de forma fácil. Además, un objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo que pueda generar material en gas, es decir, en una atmósfera gaseosa (que incluya especialmente un bajo vacío). La presente invención puede tener como objetivo superar o mejorar al menos una de las desventajas de la técnica anterior, o proporcionar una alternativa útil.

La invención se relaciona con una estrategia de microfluídica realizada sustancialmente por completo en una atmósfera gaseosa ("en aire") a diferencia de con un líquido circundante, como se relacionan la mayoría de las estrategias de microfluídica. Por tanto, la estrategia (y el procedimiento de producción relacionado) descrito en el presente documento se puede describir como microfluídica en gas. Especialmente, el procedimiento de producción se puede realizar en aire, puesto que el aire puede estar disponible en abundancia. Por tanto, la estrategia y el procedimiento de producción también se pueden denominar en el presente documento microfluídica en aire (IAMF). Además, el acrónimo "IAMF" y el término "microfluídica en aire" usados a continuación no excluyen el uso de ninguna otra atmósfera gaseosa que no sea el aire. Especialmente, los términos "en gas", "en una atmósfera de gas", "en una atmósfera gaseosa" y "en aire" se usan en el presente documento como completamente intercambiables. Si, por ejemplo, la estrategia se usa para preparar material del que el (semi)producto o el material de partida puedan ser susceptibles de oxidarse, se puede usar una atmósfera de nitrógeno o la atmósfera puede consistir en un gas noble. Además, estas atmósferas gaseosas están comprendidas por el término microfluídica "en aire" y "IAMF" en el presente documento.

Especialmente, en la microfluídica en gas o en aire, los beneficios clave de la FA se pueden combinar con los de la microfluídica. En particular, la IAMF posibilita altos rendimientos, producción de micropartículas libres de aceite y depósito directo libre de contacto de líquidos y sólidos sobre sustratos arbitrarios, o elementos receptores, mientras que ofrece un control en línea de la forma y fase de material como se explota en la microfluídica basada en chips. Un rasgo característico pertinente de la IAMF es fusionar líquidos que interaccionan (reaccionan) física o químicamente después de la eyección en vuelo en la atmósfera gaseosa antes del impacto con cualquier elemento receptor, similar a la microfluídica, y ahí el nombre. Sin embargo, el flujo se rige por mecanismos parcialmente diferentes en comparación con la microfluídica, puesto que se usa aire u otro gas como fase de separación. Después de la coalescencia en gas, el material procesado se puede recoger especialmente en un baño para producir unidades base de microfluídica, o depositarse sobre una superficie sólida para "imprimir" (parcialmente) materiales sólidos o líquidos, tal como para recubrir otro material, para el diseño en 2D, por ejemplo, para producir colecciones de materiales y para generar cuerpos tridimensionales (complejos).

Por tanto, en un primer aspecto, la invención proporciona un procedimiento de producción de acuerdo con las reivindicaciones que comprende un procedimiento de formación, comprendiendo el procedimiento de formación: poner en contacto un primer material líquido y un segundo material líquido entre sí en un punto de contacto en una atmósfera de gas, en el que en el punto de contacto al menos uno del primer material líquido y el segundo material líquido se proporciona como un chorro de líquido que se propaga en una dirección (de chorro respectivo), para proporcionar en el punto de contacto un tercer chorro de un tercer material coalescido ("tercer material ") que se propaga en una tercera dirección.

El primer material líquido y el segundo material líquido entran en contacto esencialmente entre sí en el punto de contacto (mutuo) para proporcionar el tercer material (coalescido).

El procedimiento comprende dirigir un primer chorro de líquido que comprende el primer material líquido a un punto de colisión (virtual) en la atmósfera de gas, y dirigir un segundo chorro de líquido que comprende el segundo material líquido al punto de colisión (virtual), para proporcionar en el punto de colisión el tercer material (coalescido). Especialmente, el punto de contacto comprende el punto de colisión. El procedimiento (especialmente en el que al menos dos chorros colisionan en un punto de colisión) se refiere a un procedimiento de formación "en vuelo".

El procedimiento puede comprender de forma alternativa (y adicionalmente, véase a continuación) un procedimiento de "formación por contacto indirecto". Especialmente, el procedimiento de formación por contacto indirecto comprende: proporcionar un segundo chorro de líquido que comprende el segundo material líquido por un segundo dispositivo que proporciona líquido que comprende una segunda cara de dispositivo y una segunda abertura de dispositivo, en el que el segundo chorro de líquido se dirige con una segunda dirección de chorro de líquido, y proporcionar el primer material líquido a la segunda cara de dispositivo en una posición por encima de dicha segunda abertura de dispositivo, y permitir que el primer material líquido y el segundo material líquido entren en contacto entre sí en el punto de contacto (para proporcionar el tercer material coalescido en el punto de contacto), en el que el punto de contacto (de líquidos) está configurado en la segunda abertura de dispositivo o corriente abajo de la misma. En el presente documento, el término "por encima" como en la frase "en una posición por encima de dicha segunda abertura de dispositivo" se refiere especialmente a una posición que se selecciona corriente arriba de la abertura de dispositivo de líquido (abertura de boquilla) de modo que un flujo (espontáneo) del primer líquido (proporcionado por gravedad, inercia o tensión superficial) sobre la cara de dispositivo (punta de boquilla) pueda poner en contacto el primer material líquido con el segundo material líquido en la segunda abertura de dispositivo de líquido (para proporcionar el tercer material coalescido).

Por tanto, el procedimiento de formación indirecta comprende especialmente: proporcionar un segundo chorro de líquido que comprende el segundo material líquido por un segundo dispositivo que proporciona líquido que comprende una segunda cara de dispositivo y una segunda abertura de dispositivo, en el que el segundo chorro de líquido se dirige con una segunda dirección de chorro de líquido, y proporcionar el primer material líquido a la segunda cara de dispositivo en una posición corriente arriba de dicha segunda abertura de dispositivo, y permitir que el primer material líquido y el segundo material líquido entren en contacto entre sí en el punto de contacto (para proporcionar el tercer material coalescido en el punto de contacto), en el que el punto de contacto (de líquidos) está configurado en la segunda abertura de dispositivo o corriente abajo de la misma.

Especialmente, permitir que el primer material líquido y el segundo material líquido entren en contacto entre sí en el punto de contacto puede comprender permitir que el primer material líquido se acumule temporalmente en la cara del segundo dispositivo y sucesivamente (fluya hacia abajo (especialmente debido a la gravedad y)) entre en contacto con el segundo material líquido en el (primer) punto de contacto. En el presente documento, dichos modos de realización del procedimiento (especialmente en el que se proporciona un primer material en una cara y sucesivamente entra en contacto con otro material en un punto de contacto) se refieren especialmente a un procedimiento de formación por "contacto indirecto".

En el presente documento, el término "punto de contacto" se refiere a una posición donde un material (líquido) entra en contacto con otro material (líquido). Especialmente, en el presente documento, el término "punto de colisión (virtual)" se refiere a una localización donde un chorro de líquido (potencialmente) entra en contacto (o colisiona con) otro chorro de líquido, especialmente en la atmósfera gaseosa. El término "punto de colisión" se usa especialmente en relación con las colisiones en vuelo (en el procedimiento de formación en vuelo). El término "punto de contacto" se puede usar en relación con colisiones en vuelo, pero también en relación con un contacto indirecto por medio de una cara (véase a continuación).

Por tanto, la invención proporciona un procedimiento de producción ("procedimiento") que comprende un procedimiento de formación en vuelo, comprendiendo el procedimiento de formación en vuelo: proporcionar en una atmósfera de gas (i) un primer chorro de líquido dirigido con una primera dirección de chorro a un (primer) punto de colisión (virtual) en dicha atmósfera de gas, en el que el primer chorro de líquido comprende un primer material líquido, y (ii) un segundo chorro de líquido dirigido con una segunda dirección de chorro al (primer) punto de colisión (virtual), en el que el segundo chorro de líquido comprende un segundo material líquido, para proporcionar un tercer material (coalescido) en el (primer) punto de colisión (virtual) que se propaga en una tercera dirección. El (primer) punto de contacto comprende el (primer) punto de colisión (virtual). En el procedimiento de producción, la primera dirección de chorro del primer chorro de líquido y la segunda dirección de chorro del segundo chorro de líquido tienen un ángulo mutuo mayor que 0° e igual a o menor que 75°, especialmente igual a o menor que 60°, tal como igual a o mayor que 5°, tal como igual a o mayor que 10°, e igual a o menor que 45°.

El procedimiento de producción comprende proporcionar al menos uno del primer chorro de líquido y segundo chorro de líquido como un chorro de líquido ininterrumpido en dicho (primer) punto de colisión.

Especialmente, el procedimiento puede comprender proporcionar un material líquido a través de una abertura (u "orificio") de un dispositivo que proporciona líquido, tal como una boquilla, que comprende la abertura, especialmente para proporcionar el chorro de líquido (respectivo) que comprende dicho material líquido. Dicho dispositivo que proporciona líquido puede comprender una cara de dispositivo (especialmente una cara que sustancialmente no entra en contacto con dicho material líquido). Especialmente, para proporcionar un chorro de líquido, el material líquido se proporciona de forma continua, especialmente no intermitente, a través de la abertura.

Especialmente, en el procedimiento de producción descrito en el presente documento, el primer material líquido y el segundo material líquido tienen diferentes propiedades del material, tal como diferentes viscosidades, diferentes densidades y/o diferentes tensiones superficiales, el primer material líquido y el segundo material líquido tienen diferentes tensiones superficiales.

Los ejemplos de un material líquido son un material líquido homogéneo y un material líquido heterogéneo, tal como una suspensión. Un material líquido puede comprender algún gas o aire y, en modos de realización, puede comprender una espuma. Un chorro de líquido comprende especialmente un material líquido. En aún otros modos de realización de la invención, el primer material líquido y el segundo material líquido tienen sustancialmente las mismas propiedades del material.

El primer material líquido y el segundo material líquido coalescionan especialmente en el (primer) punto de colisión (virtual). Especialmente, el primer material líquido y el segundo material líquido se fusionan o juntan (es decir, coalescionan) cuando se proporciona (el tercer chorro que comprende) el tercer material (véase a continuación). Especialmente, en un punto de colisión, los materiales respectivos que colisionan en dicho punto sustancialmente no rebotan, salpican, atomizan o, por ejemplo, proporcionan una niebla entre sí. En modos de realización, al menos un 50 % en vol., tal como al menos un 70 % en vol., tal como al menos un 80 % en vol., tal como al menos un 90 % en vol. de los materiales líquidos que llegan a un punto de colisión (tal como el primer material líquido y el segundo material líquido) se propaga(n) como un chorro (tal como un tercer chorro) del (por ejemplo, tercer) material coalescido.

Especialmente, (también) los chorros que comprenden los materiales respectivos están configurados para no atomizarse antes del impacto (en el punto de colisión). Especialmente, dichos chorros no están configurados en un régimen de ruptura inducida por el viento. Por tanto, especialmente el número de Weber de un gas que rodea el chorro de líquido es menor que o igual a 0,2, véase a continuación.

En otro aspecto, la invención proporciona un dispositivo (o aparato), especialmente para (su uso en) dicho procedimiento de producción que comprende un procedimiento de formación, comprendiendo el dispositivo: un primer recipiente de líquido configurado para contener un primer líquido de dispositivo que comprende un primer material líquido de dispositivo, en conexión fluida con un primer dispositivo que proporciona líquido que comprende una primera abertura de dispositivo; un segundo recipiente de líquido configurado para contener un segundo líquido de dispositivo que comprende un segundo material líquido de dispositivo, en conexión fluida con un segundo dispositivo que proporciona líquido que comprende una segunda abertura de dispositivo; un primer transportador de líquido configurado para transportar el primer líquido de dispositivo desde el primer recipiente de líquido hasta el primer dispositivo que proporciona líquido y a través de la primera abertura de dispositivo; un segundo transportador de líquido configurado para transportar el segundo líquido de dispositivo desde el segundo recipiente de líquido al segundo dispositivo que proporciona líquido y a través de la segunda abertura de dispositivo. Especialmente, al menos uno del primer dispositivo que proporciona líquido y el segundo dispositivo que proporciona líquido está configurado para proporcionar el material líquido de dispositivo respectivo como un chorro de líquido que se propaga en una dirección. Especialmente, el primer dispositivo que proporciona líquido y el segundo dispositivo que proporciona líquido están configurados para proporcionar el primer líquido de dispositivo y el segundo líquido de dispositivo en contacto entre sí en un punto de contacto.

Especialmente, el segundo dispositivo que proporciona líquido comprende una segunda cara de dispositivo. Dicho dispositivo se puede usar para un procedimiento de formación en vuelo. De forma alternativa o adicionalmente, dicho dispositivo se puede usar para un procedimiento de formación por contacto indirecto.

Por tanto, la invención proporciona un dispositivo (o aparato) de acuerdo con las reivindicaciones (especialmente para (su uso en) dicho procedimiento de producción que comprende un procedimiento de formación en vuelo y/o un procedimiento de formación por contacto indirecto), comprendiendo el dispositivo: (i) un primer recipiente de líquido configurado para contener un primer líquido de dispositivo que comprende un primer material líquido de dispositivo, en conexión fluida con un primer dispositivo que proporciona líquido que comprende una primera abertura de dispositivo; (ii) un segundo recipiente de líquido configurado para contener un segundo líquido de dispositivo que comprende un segundo material líquido de dispositivo, en conexión fluida con un segundo dispositivo que proporciona líquido que comprende una segunda abertura de dispositivo; (iii) un primer transportador de líquido configurado para transportar el primer líquido de dispositivo desde el primer recipiente de líquido al primer dispositivo que proporciona líquido y a través de la primera abertura de dispositivo para proporcionar un primer chorro de líquido de dispositivo (que comprende el primer líquido de dispositivo); (iv) un segundo transportador de líquido configurado para transportar el segundo líquido de dispositivo desde el segundo recipiente de líquido al segundo dispositivo que proporciona líquido y a través de la segunda abertura de dispositivo para proporcionar un segundo chorro de líquido de dispositivo (que comprende el segundo líquido de dispositivo).

La primera abertura de dispositivo y la segunda abertura de dispositivo se dirigen a un (primer) punto de colisión (virtual) en la línea de visión de ambas aberturas de dispositivo, en las que las aberturas de dispositivo y el (primer) punto de colisión (virtual) definen un ángulo mayor que 0° e igual a o menor que 75°, especialmente igual a o menor que 60°, tal como igual a o mayor que 5°, tal como igual a o mayor que 10°, e igual a o menor que 45°. Especialmente, el punto de contacto comprende el (primer) punto de colisión (virtual) y, especialmente, el primer líquido de dispositivo y el segundo líquido de dispositivo están previstos para entrar en contacto entre sí en el punto de colisión (virtual).

Especialmente, el primer dispositivo que proporciona líquido comprende el primer dispositivo de líquido. Asimismo, especialmente cualquier otro dispositivo que proporciona líquido, especialmente el segundo dispositivo que proporciona líquido, puede comprender cualquier otro dispositivo de líquido (respectivo), especialmente el segundo dispositivo de líquido.

En modos de realización, la primera abertura de dispositivo se dirige a la segunda cara de dispositivo. El término "cara" se refiere especialmente a una cara (de un dispositivo (que proporciona) líquido) alejada del material líquido (en el dispositivo que proporciona líquido y) proporcionada por dicho dispositivo que proporciona líquido. Especialmente la cara sustancialmente no entra en contacto con el material líquido (chorro de líquido) proporcionado por dicho dispositivo de líquido. Especialmente la cara puede recibir el otro material líquido y permitir que el otro material líquido fluya hacia la abertura de dispositivo, permitiendo especialmente que entre en contacto con el material líquido (chorro de líquido) proporcionado por dicho dispositivo que proporciona líquido. Una cara puede comprender una o más caras, especialmente caras en contacto entre sí. Una cara puede tener una forma curva. Adicionalmente o de forma alternativa, una cara puede comprender una forma recta o cualquier otra forma.

Especialmente, el segundo dispositivo que proporciona líquido comprende una (segunda) boquilla, y especialmente la primera abertura de dispositivo está dirigida a una cara de la segunda boquilla ("cara de segunda boquilla"). En otros modos de realización, la primera abertura de dispositivo está configurada en contacto físico con la segunda cara de dispositivo. Especialmente, la primera abertura de dispositivo está configurada en contacto físico con la segunda boquilla, especialmente la cara de segunda boquilla.

Este procedimiento de producción ("procedimiento") y/o el dispositivo permiten una producción y/o procesamiento relativamente fáciles y rápidos de toda clase de materiales, incluyendo polímeros sintéticos o naturales, plásticos, metales, vidrios, materiales biológicos que contienen o no contienen células, espumas, suspensiones, emulsiones, soluciones, fundidos, disolventes, etc., en toda clase de formas. Con el procedimiento, se pueden producir estructuras tridimensionales complejas, así como cilindros que incluyen fibras, esferas, esferoides y formas con forma de disco. Se pueden aplicar modos de realización de la invención para aplicaciones de fabricación aditiva.

Especialmente, un chorro de líquido de dispositivo comprende un chorro de líquido. Ambos términos se refieren a un chorro de líquido, pero el primer chorro de líquido de dispositivo no es necesariamente el primer chorro de líquido, etc. Especialmente, el primer chorro de líquido de dispositivo comprende el primer chorro de líquido, y el segundo chorro de líquido de dispositivo comprende el segundo chorro de líquido, etc. Sin embargo, el primer chorro de líquido de dispositivo no comprende necesariamente el primer chorro de líquido, ni el segundo chorro de líquido de dispositivo comprende necesariamente el segundo chorro de líquido, etc. Se observa que el primer dispositivo que proporciona líquido del dispositivo de acuerdo con la invención puede comprender el primer material líquido o el segundo material líquido, etc. El segundo dispositivo que proporciona líquido, por ejemplo, puede comprender el primer material líquido si el primer dispositivo que proporciona líquido comprende el segundo material líquido, etc. Se usan los términos primero, segundo, tercero y similares en la descripción y en las reivindicaciones para distinguir entre elementos similares y no necesariamente para describir un orden secuencial o cronológico. De forma análoga, también el primer chorro de dispositivo de líquido (del dispositivo de acuerdo con la invención) puede comprender el primer chorro de líquido. De forma alternativa, el primer chorro de dispositivo de líquido puede comprender el segundo chorro de líquido (de acuerdo con el procedimiento de la invención) y viceversa. Por tanto, también el primer material líquido (del procedimiento de producción) puede comprender el segundo recipiente de líquido del dispositivo, etc. El primer chorro de líquido (de dispositivo) y el segundo chorro de líquido (de dispositivo) están especialmente configurados para proporcionar el primer material líquido y el segundo material líquido en un punto de contacto mutuo. Especialmente, se proporciona un primer material líquido por un primer chorro de líquido proporcionado por un primer dispositivo que proporciona líquido.

El punto de contacto comprende un punto de colisión. Especialmente un primer chorro de líquido (de dispositivo) y un segundo chorro de líquido (de dispositivo) se dirigen a un punto de colisión, especialmente para combinar, especialmente para proporcionar un tercer material (coalescido) en el punto de colisión, y que se propaga en una tercera dirección (de chorro). En otros modos de realización, especialmente el primer chorro de líquido (de dispositivo) se dirige a la segunda cara de dispositivo, especialmente para entrar en contacto con el segundo material proporcionado por el segundo chorro de líquido (de dispositivo) (proporcionado en una abertura de dispositivo), especialmente para proporcionar un tercer material (coalescido), y que se propaga en una tercera dirección (de chorro).

Especialmente, un tercer chorro (que comprende la tercera dirección (de chorro)) puede comprender el tercer material. Especialmente, en el punto de colisión se proporciona un tercer chorro del tercer material coalescido (que se propaga en la tercera dirección). El "dispositivo de líquido" se refiere especialmente a un dispositivo configurado para proporcionar un líquido. Asimismo, el término "dispositivo que proporciona líquido" se refiere especialmente a un dispositivo configurado para proporcionar un líquido. Especialmente, un "dispositivo de líquido" comprende un "dispositivo que proporciona líquido". Especialmente, un dispositivo que proporciona líquido comprende una cara y una abertura de dispositivo. Un dispositivo que proporciona líquido puede comprender una boquilla que comprende una cara y una abertura de boquilla, tal como un orificio. Por tanto, una cara de dispositivo puede comprender una cara de boquilla. Asimismo, una abertura de dispositivo puede comprender una abertura de boquilla (especialmente para proporcionar un material líquido (de dispositivo)). Especialmente, una abertura de dispositivo puede comprender un orificio.

En el presente documento, el término "abertura", tal como en "abertura de boquilla" y "abertura de dispositivo" también se puede referir a más de una abertura. Por tanto, una boquilla o un dispositivo (que proporciona) líquido puede comprender más de una abertura. En modos de realización, el dispositivo que proporciona (líquido) comprende al menos dos aberturas (de dispositivo), especialmente dispuestas una al lado de la otra, tal como en una matriz alineada o en cualquier otra configuración. En otro modo de realización, las aberturas (de dispositivo) están dispuestas coaxialmente. En un modo de realización, la boquilla comprende dos aberturas (de dispositivo) dispuestas coaxialmente. En modos de realización, al menos uno de los dispositivos que proporcionan líquido comprende una boquilla que comprende dos aberturas (de dispositivo) dispuestas coaxialmente. Por tanto, al menos uno de los dispositivos que proporcionan líquido (tal como el primer, el segundo o cualquier otro dispositivo que proporciona líquido opcional) puede comprender dos aberturas de dispositivo dispuestas coaxialmente. En otros modos de realización, todos los dispositivos que proporcionan líquido comprenden una abertura de dispositivo individual.

Por tanto, un chorro de líquido (proporcionado especialmente por un dispositivo que proporciona líquido que comprende dos aberturas de dispositivo dispuestas coaxialmente) puede comprender dos materiales líquidos. En un modo de realización, al menos uno del primer chorro de líquido, el segundo chorro de líquido y el cuarto o más chorro de líquido opcional comprende dos materiales líquidos (especialmente primer y/o segundo y/o cuarto/más) respectivos. Un chorro que comprende dos materiales líquidos se puede dirigir a un punto de colisión y colisionar con otro chorro para proporcionar el material coalescido en un punto de colisión.

En un modo de realización (que comprende un dispositivo que proporciona líquido que comprende aberturas de dispositivo dispuestas coaxialmente), el segundo material líquido se puede proporcionar además a través de la abertura interior y el primer material líquido se puede proporcionar a través de la abertura exterior, y especialmente el primer material líquido y el segundo material líquido pueden entrar en contacto entre sí en un punto de contacto (especialmente en la abertura interior o corriente abajo de la misma), proporcionando el tercer material coalescido. En otro modo de realización que comprende una boquilla con dos aberturas dispuestas axialmente, especialmente una abertura central y una abertura exterior que rodea la abertura central, se proporciona un material líquido a través de la abertura interior y se puede proporcionar un gas a través de la abertura exterior. En aún otros modos de realización, se puede usar una abertura de dispositivo dispuesta coaxialmente para proporcionar uno o más del primer o segundo material líquido y otro fluido, que es diferente del primer o segundo material líquido, y opcionalmente al menos parte del otro fluido puede coalescer con el segundo o primer material líquido. El otro fluido puede ser un gas o líquido, especialmente un líquido. Cuando el otro fluido es un líquido, al menos parte del mismo también puede coalescer con el segundo o primer líquido.

El segundo chorro de líquido se puede proporcionar por un segundo dispositivo que proporciona líquido (que comprende una segunda cara de dispositivo, etc.). De forma similar, el primer chorro de líquido se puede proporcionar por un primer dispositivo que proporciona líquido, etc. En modos de realización, el dispositivo de acuerdo con la invención se puede configurar para proporcionar un segundo chorro de líquido de dispositivo (que comprende el segundo material líquido de dispositivo) a través de la segunda abertura de dispositivo, en el que el segundo dispositivo que proporciona líquido comprende una segunda cara de dispositivo y dicha segunda abertura de dispositivo, en el que la primera abertura de dispositivo está dirigida a la segunda cara de dispositivo para proporcionar el primer líquido de dispositivo a la segunda cara de dispositivo, especialmente en el que la primera abertura de dispositivo está configurada en contacto físico con la segunda cara de dispositivo. Por tanto, en modos de realización, el segundo chorro de líquido se proporciona por una segunda boquilla y el primer chorro de líquido se dirige hacia una segunda boquilla y puede impactar con la cara de segunda boquilla. Especialmente, en dichos modos de realización, el primer material líquido proporcionado a la segunda cara de dispositivo (cara de segunda boquilla) puede fluir (especialmente como resultado de las fuerzas gravitacionales) desde la segunda cara de dispositivo (cara de segunda boquilla) hacia el segundo material líquido (proporcionado en la segunda abertura de dispositivo o abertura de boquilla). En dichos modos de realización, el primer material líquido puede entrar en contacto con el segundo material líquido en la segunda abertura de dispositivo (segunda abertura de boquilla) o (justo) corriente abajo de la segunda abertura de dispositivo. En dicho modo de realización, el punto de contacto se puede configurar en la segunda abertura de dispositivo o corriente abajo de la misma.

Especialmente, el segundo chorro de líquido puede comprender el punto de contacto en una localización (muy) cercana a la segunda abertura de dispositivo (especialmente la segunda abertura de boquilla). Especialmente, en dichos modos de realización, el primer material líquido puede entrar en contacto con el segundo chorro de líquido sustancialmente en el mismo momento en que se proporciona (forma) el segundo chorro de líquido (en la segunda abertura de líquido).

Un punto de contacto comprende un punto de colisión.

Por tanto, los elementos "que ponen en contacto un primer material líquido y un segundo material líquido entre sí en un punto de contacto en una atmósfera de gas" "para proporcionar en el punto de contacto un tercer material (coalescido)" como se describe en el presente documento se pueden relacionar con la dirección de un primer material líquido (un primer chorro de líquido) y un segundo material líquido (un segundo chorro de líquido) a un punto de colisión (virtual) (para proporcionar una colisión), en el que se proporciona un tercer material en ese punto de colisión especialmente para proporcionar el tercer material (que se propaga en una tercera dirección) en dicho punto de contacto. De forma alternativa, o adicionalmente (si, por ejemplo, el procedimiento de formación comprende más de un procedimiento de formación, véase a continuación), los elementos se pueden relacionar con proporcionar (un primer chorro de líquido que comprende) un primer material líquido a (una cara de) un (segundo) dispositivo que proporciona líquido (tal como una boquilla) que proporciona un segundo líquido y permitir que el primer material líquido entre en contacto con el segundo material líquido (el segundo chorro de líquido) en el punto de contacto configurado en la segunda abertura de dispositivo o corriente abajo de la misma, especialmente para proporcionar el tercer material (que se propaga en una tercera dirección) en dicho punto de contacto. Especialmente, la segunda dirección de chorro se puede configurar para proporcionar especialmente la tercera dirección.

Los materiales líquidos pueden entrar en contacto entre sí en un punto de contacto, especialmente en un punto de colisión. Se entenderá por un experto en la técnica que un "punto de contacto" o un "punto de colisión" se puede referir a un volumen (pequeño) en el que los materiales líquidos entran en contacto entre sí (en lugar de en un punto discreto individual). Dicho volumen se puede ver afectado por el flujo (especialmente una cantidad promedio en un tiempo determinado) de los materiales líquidos. En modos de realización, dicho volumen puede comprender, por ejemplo, al menos 1 picolitro, tal como en el intervalo de 1 picolitro-1 ml, especialmente al menos 1 microlitro. En otros modos de realización, dicho volumen puede comprender 1-100 ml.

En modos de realización, el dispositivo comprende: (i) un primer recipiente de líquido configurado para contener un primer líquido de dispositivo que comprende un primer material líquido de dispositivo, en conexión fluida con un primer dispositivo que proporciona líquido que comprende una primera abertura de dispositivo; (ii) un segundo recipiente de líquido configurado para contener un segundo líquido de dispositivo que comprende un segundo material líquido de dispositivo, en conexión fluida con un segundo dispositivo que proporciona líquido que comprende una segunda abertura de dispositivo y una segunda cara de dispositivo; (iii) un primer transportador de líquido configurado para transportar el primer líquido de dispositivo desde el primer recipiente de líquido hasta el primer dispositivo que proporciona líquido y a través de la primera abertura de dispositivo; (iv) un segundo transportador de líquido configurado para transportar el segundo líquido de dispositivo desde el segundo recipiente de líquido al segundo dispositivo que proporciona líquido y a través de la segunda abertura de dispositivo para proporcionar un segundo chorro de líquido de dispositivo, que se propaga especialmente en una segunda dirección de chorro, especialmente en el que la primera abertura de dispositivo está dirigida a la segunda cara de dispositivo (para proporcionar el primer líquido de dispositivo a la segunda cara de dispositivo), y/o en el que la primera abertura de dispositivo está configurada en contacto físico con la segunda cara de dispositivo para proporcionar el primer líquido de dispositivo a la segunda cara de dispositivo.

En dichos modos de realización, el primer líquido (de dispositivo) se proporciona en la segunda cara de dispositivo. En modos de realización, se puede seleccionar un material de la segunda cara de dispositivo para proporcionar (un grado de) humectación de la segunda cara de dispositivo (con el primer material líquido). El segundo chorro de líquido (de dispositivo) puede arrastrar el primer material líquido (de dispositivo) cuando se proporciona a lo largo de la segunda abertura de dispositivo. Especialmente, dichos modos de realización pueden proporcionar una alternativa menos compleja a los dispositivos de flujo coaxial (por ejemplo, usados para hilar/pulverizar) conocidos en la técnica. Dicho modo de realización puede proporcionar un chorro que comprenda un menor diámetro (perpendicular al eje longitudinal del chorro), con respecto a un dispositivo de flujo coaxial. Es posible que los dispositivos de flujo coaxial conocidos en el mercado no puedan proporcionar un chorro con un diámetro menor que 100 mm. Sin embargo, en modos de realización, el dispositivo de acuerdo con la invención puede proporcionar un chorro que comprenda un diámetro menor que 100 mm, tal como igual a 10 mm.

En la microfluídica en gas (IAMF), al menos dos materiales líquidos, especialmente que tienen características físicas diferentes, se eyectan y colisionan (en vuelo) en una atmósfera gaseosa. En otros modos de realización, dichos al menos dos materiales líquidos entran en contacto entre sí en un punto de contacto especialmente en una abertura de dispositivo que proporciona uno de los materiales líquidos o corriente abajo de dicha abertura de dispositivo. Especialmente, los materiales líquidos entran en contacto entre sí. Posteriormente, los materiales se combinan, especialmente coalescionan, para formar un tercer material. Al seleccionar la tensión superficial de los materiales líquidos, puede formarse material coalescido de forma diferente, en el que una parte del líquido puede encapsular al resto del líquido.

En el presente documento, los términos "chorro" y "corriente" como en "chorro de líquido" y "corriente de líquido" se usan de manera intercambiable. Especialmente, un chorro (de líquido) comprende una corriente (de líquido). Los términos se refieren especialmente a una identidad física que se entiende por el experto en la técnica y que puede representar una corriente intacta, no rota, ininterrumpida y continua de líquido (un "chorro ininterrumpido"), así como un chorro roto e interrumpido que comprende un flujo de gotitas de líquido, que viajan (todas) en la misma dirección (de chorro), especialmente en paralelo a un eje longitudinal del chorro. En un chorro, el contenido del chorro se renueva de forma continua a medida que se proporciona líquido en un lado corriente arriba del chorro y se desecha (o recoge) en un lado corriente abajo del chorro. La longitud de un chorro se puede definir como la distancia entre el lado corriente arriba del chorro y el lado corriente abajo del chorro. Por tanto, un chorro puede comprender un lado corriente arriba y un lado corriente abajo. Especialmente, se genera un chorro en el lado corriente arriba, especialmente en el origen del chorro, por ejemplo, en una abertura de dispositivo, tal como una abertura de una boquilla. De forma alternativa o adicionalmente, un origen del chorro también puede comprender un punto de contacto. Especialmente, el origen del tercer chorro comprende el (primer) punto de contacto. En un chorro, el material (líquido) fluye especialmente desde una localización corriente arriba a una localización corriente abajo. Un chorro, especialmente no se despliega ni se dispersa sobre la longitud del chorro. Localmente, una sección transversal de un chorro (perpendicular al eje longitudinal del chorro) puede variar en un chorro modulado o, por ejemplo, en un tren de gotitas. Sin embargo, especialmente una sección transversal (o local máxima) media del chorro sustancialmente no cambia sobre la longitud del chorro. Especialmente, una proporción de la sección transversal (o local máxima) media en el lado corriente abajo con respecto a la sección transversal (o local máxima) media en el lado corriente arriba está en el intervalo de 0,1-10, especialmente de 0,25-4, tal como de 0,5-2, como aproximadamente de 1.

Un chorro puede entrar en contacto con una superficie, otro material líquido o cualquier otro material perturbador en cualquier localización entre el origen del chorro y el lado (potencial) corriente abajo del chorro. Especialmente, el lado potencial corriente abajo se refiere al lado corriente abajo del mismo chorro en el momento en que no entra en contacto con ningún material perturbador y, por tanto, puede fluir libremente. En modos de realización, el chorro puede entrar en contacto con otro material en una posición muy cercana al origen del chorro. En modos de realización de la invención, se puede proporcionar un chorro y sustancialmente en el mismo momento el chorro puede entrar en contacto con otro material en una localización del chorro (en un punto de contacto que es sustancialmente coincidente con el origen del chorro). Dicho chorro puede comprender una longitud (una distancia entre el origen del chorro y dicha localización que es sustancialmente cero (sin embargo, especialmente que no es igual a cero). Por tanto, en el presente documento, el término "chorro" (líquido) se puede referir a un chorro (o corriente) con una longitud que es sustancialmente cero. En otros modos de realización, el término "chorro" (líquido) se puede referir a un chorro que tiene una longitud que es sustancialmente mayor que cero. Especialmente, en modos de realización en los que se proporciona un (primer) material líquido en una (segunda) cara de dispositivo para entrar en contacto con un segundo material líquido proporcionado a través de la abertura de dispositivo, la longitud del (segundo) chorro de líquido puede ser sustancialmente cero. Opcionalmente, en dicho modo de realización también una longitud de un primer chorro de líquido que comprende el primer material líquido puede ser sustancialmente cero (por ejemplo, en el que se aplica una primera abertura de boquilla para proporcionar el primer chorro, y la primera abertura de boquilla entra en contacto sustancialmente con la segunda cara de dispositivo).

El término "un chorro (de líquido)" se puede referir a un chorro (de líquido) individual. El término también se puede referir a una pluralidad de chorros (de líquido). Especialmente, el término "un segundo chorro de líquido" se puede referir a un segundo chorro de líquido individual. En modos de realización, el término también se puede referir a una pluralidad de segundos chorros de líquido. Especialmente una pluralidad de chorros (y similares) puede comprender al menos 2 chorros, tal como 2-1000 chorros, especialmente 2-100 chorros, incluso más especialmente 2-25 chorros, tal como 2-10 chorros (y similares). Asimismo, los términos "segunda abertura de dispositivo de líquido" y "segundo transportador de líquido" y similares, también se pueden referir a una pluralidad de segundas aberturas de dispositivo de líquido y una pluralidad de segundos transportadores de líquido, etc. Cada uno de los segundos chorros de líquido (de la pluralidad de chorros de líquido) se puede dirigir al (mismo) punto de contacto, especialmente, al (mismo) punto de colisión virtual. Especialmente, los segundos chorros de líquido de dicha pluralidad de chorros de líquido pueden tener (todos) sustancialmente el mismo ángulo mutuo con el primer chorro de líquido. Por tanto, en modos de realización, un primer chorro de líquido (material) y una pluralidad de segundos chorros de líquido (que comprenden el segundo material líquido) pueden proporcionar el tercer material (coalescido) (en el punto de colisión virtual) que se propaga en la tercera dirección (véase también a continuación). Especialmente, en dichos modos de realización, la pluralidad de segundos chorros de líquido se puede configurar para controlar la tercera dirección. Por ejemplo, un segundo chorro de líquido que comprende dos segundos chorros de líquido puede permitir dirigir el tercer material en una dirección bidimensional. Un segundo chorro de líquido que comprende al menos tres segundos chorros de líquido puede permitir dirigir el tercer material (incluso) en una dirección tridimensional (véase también a continuación).

Un chorro (de líquido) se puede caracterizar por comprender un chorro de líquido estable, ininterrumpido o continuo que permanece continuo (intacto) hasta que el chorro colisione (con otro chorro, o, por ejemplo, una superficie). Un chorro también se puede caracterizar por ser inestable y estar roto (especialmente en gotitas), proporcionando un chorro de líquido que solo comprende gotitas, especialmente gotitas monodispersas (véase a continuación). Se observa que un chorro, especialmente un chorro inestable, se puede caracterizar por tres partes: (a) una primera parte localizada más cerca del lado corriente arriba del chorro puede mostrar un chorro de líquido intacto y recto, en el que una anchura perpendicular al eje longitudinal del chorro es sustancialmente igual sobre dicha primera parte del chorro, (b) una última parte, la más alejada del lado corriente arriba, que solo comprende gotitas separadas, y (c) una parte intermedia que conecta la primera parte a la segunda parte y que comprende una inestabilidad distinguible que se puede observar por la anchura del chorro que cambia, especialmente la anchura se puede incrementar y disminuir repetidamente en la dirección longitudinal del chorro. En la dirección corriente abajo, especialmente la inestabilidad en la parte intermedia se puede incrementar hasta que el chorro se rompe. Por tanto, un chorro inestable o roto, se proporciona especialmente como un chorro continuo e ininterrumpido en el origen del chorro y se puede romper además corriente abajo del origen y formar un chorro interrumpido (o intermitente). Especialmente, una localización de la parte intermedia, la más alejada del origen del chorro, se puede denominar en el presente documento punto de rotura, en el que una longitud más corta de una línea que conecta el origen del chorro y el punto de rotura se define en el presente documento como LB. En modos de realización del procedimiento de producción, al menos un chorro de líquido se impacta por otro chorro de líquido en una localización en la parte intermedia del chorro. En otros modos de realización, al menos un chorro se impacta por otro chorro en una localización en la primera parte del chorro. Aún en otros modos de realización, al menos un chorro se impacta por otro chorro en una localización en la tercera parte del chorro (véase también a continuación). Aún en otros modos de realización, un primer chorro impacta con una superficie y sucesivamente entra en contacto con otro chorro. Especialmente en dicho modo de realización, el otro chorro puede comprender un chorro intacto o un chorro roto (por ejemplo, que comprende gotitas).

La invención proporciona el procedimiento de producción que comprende al menos dos chorros de líquido, tales como dos chorros de líquido, tres chorros de líquido, cuatro chorros de líquido, etc., proporcionando especialmente un material (coalescido) que se puede recibir especialmente, por ejemplo, en un recipiente, en un molde, en un sustrato o en un líquido receptor. Especialmente dicho material (coalescido) se proporciona poniendo en contacto un material líquido con al menos otro material líquido.

La invención se explica ahora en primer lugar en base a un modo de realización del procedimiento de producción que comprende dos chorros de líquido, véase también, por ejemplo, el lado superior de la fig. 1 (la fig. 1 representa un procedimiento que comprende tres chorros, sin embargo, el lado superior es representativo de un procedimiento que comprende dos chorros de líquido), en el que un chorro de líquido es un chorro ininterrumpido o continuo en el (primer) punto de colisión (también descrito en el presente documento como "en el momento del impacto" o "en la localización del impacto"), y el otro chorro de líquido solo comprende gotitas en el momento del impacto. Especialmente en el modo de realización anterior, el punto de colisión comprende el punto de contacto. La invención también se explica por otro modo de realización que comprende un primer chorro dispuesto en una cara de un dispositivo (que proporciona) líquido que proporciona el segundo chorro, véase la fig. 8.

En el presente documento, esta combinación de un chorro ininterrumpido (también denominado en el presente documento "intacto") que impacta con un chorro de gotitas también se denomina modo de "gota-chorro". En el presente documento, también el término "tren de gotitas" y "tren de gotas" se usa para un chorro de líquido que solo comprende gotitas. Por tanto, en el modo de gota-chorro, un tren de gotitas impacta sobre un chorro de líquido intacto (o viceversa). En modos de realización del procedimiento, el primer chorro de líquido se dirige desde un primer dispositivo que proporciona líquido (boquilla) hacia un (segundo) dispositivo que proporciona líquido (boquilla) que proporciona el segundo chorro de líquido, y el primer material líquido (sustancialmente) entra en contacto con el segundo material líquido en la (segunda) abertura de dispositivo (abertura de boquilla) o corriente abajo de la segunda abertura de dispositivo. En el presente documento, dicho modo de realización también se puede denominar (que comprende) un modo de "chorro-boquilla" o un modo de "boquilla-boquilla". El procedimiento relacionado con dicho modo también se puede denominar "contacto indirecto". Especialmente, en el que el modo de "chorro-boquilla" se refiere a un modo de realización en el que un (primer) chorro se dirige a una (segunda) cara de dispositivo (una cara de segunda boquilla) (por ejemplo, como se muestra en la fig. 8), especialmente en la que el (primer) chorro de líquido impacta en la (segunda) cara de dispositivo. Especialmente, un modo "boquilla-boquilla" se refiere a una configuración en la que un primer dispositivo que proporciona líquido (boquilla) que proporciona dicho primer material líquido está configurado en contacto físico con la segunda cara de dispositivo, especialmente una cara de segunda boquilla. Especialmente, un modo de chorro-boquilla comprende un modo de boquilla-boquilla. Especialmente una abertura de dispositivo del (primer) dispositivo de líquido puede entrar en contacto físicamente con la (segunda) cara (o boquilla) de dispositivo.

Para proporcionar un chorro que se rompa de forma más fácil, dicho chorro se modula. Adicionalmente o de forma alternativa, un chorro se puede romper al entrar en contacto con una cara, tal como una cara de una boquilla. Especialmente, en un modo de chorro-boquilla y/o un modo de boquilla-boquilla, un chorro se puede romper al entrar en contacto con la boquilla (cara). Especialmente, un modo de chorro-boquilla o un modo de boquilla-boquilla puede comprender un modo de gota-gota, o un modo de chorro-gota o un modo de chorro-chorro (véase a continuación).

Se proporciona una modulación en el chorro por un dispositivo de líquido (tal como (una combinación de) (un) dispositivo(s) que proporciona(n) líquido (de acuerdo con la invención) que genera el/los chorro(s). El dispositivo comprende un accionador (modulador) adecuado para proporcionar la modulación (por ejemplo, proporcionando vibraciones al dispositivo de líquido). Los accionadores (moduladores) específicos pueden incluir, pero no se limitan a (1) un dispositivo de accionamiento integrado con la boquilla como, por ejemplo, se usa en impresoras de inyección por chorro de tinta piezoeléctricas, (2) un elemento piezoeléctrico conectado a la boquilla o a un transportador de líquido, o (3) un dispositivo de accionamiento como se usa en auriculares o cascos. En los últimos dos casos, la conexión del accionador (modulador) se puede proporcionar, por ejemplo, presionando la boquilla o conector de líquido sobre el dispositivo de activación (o viceversa), o pegando con cinta adhesiva de cola solidificante. Al menos un dispositivo de líquido comprende un accionador (modulador) para proporcionar un chorro modulado. En modos de realización, se acciona una boquilla, y especialmente el accionador (modulador) comprende un elemento piezoeléctrico. En otros modos de realización, el accionador (modulador) comprende un elemento vibrador que induce directamente una presión fluctuante sobre el material líquido. Modular un chorro de líquido puede proporcionar especialmente la ruptura del chorro en pequeñas gotitas, especialmente que tienen un diámetro seleccionado en el intervalo 1-10, especialmente 1-5, tal como 1-3, incluso más especialmente 1-2 veces más grande que un diámetro de la abertura de dispositivo de líquido que proporciona el chorro de líquido respectivo. Dicho chorro roto puede comprender un flujo continuo de pequeñas gotitas, especialmente en el que una distancia entre las gotitas subsiguientes es sustancialmente constante.

El accionador (modulador) comprende un elemento configurado para vibrar. Uno o más del primer dispositivo (que proporciona) líquido y el segundo dispositivo (que proporciona) líquido comprende un accionador (modulador) que comprende un elemento configurado para vibrar ("elemento vibrador"). En el presente documento, un accionador (modulador) también se puede relacionar con más de un accionador (modulador) (diferente). En modos de realización, cada dispositivo que proporciona líquido comprende un accionador (modulador). En otros modos de realización, uno o más dispositivos que proporcionan líquido comprenden (conjuntamente) uno (o más) accionador(es) (modulador(es)). En aún otros modos de realización, los dispositivos que proporcionan líquido están configurados en una base, especialmente en la que la base comprende un accionador (modulador). El elemento vibrador está dispuesto para proporcionar una vibración a un dispositivo (que proporciona) líquido, especialmente a una boquilla de los dispositivos (que proporcionan) líquido, y especialmente a un chorro de líquido proporcionado por esa boquilla.

Un elemento para hacer vibrar (elemento vibrador) está configurado para hacer vibrar a una frecuencia (de vibración). Especialmente, en modos de realización del procedimiento (véase también a continuación), se selecciona una vibración para comprender dicha frecuencia. Dicha frecuencia se puede seleccionar, por ejemplo, en el intervalo de un hercio individual. De forma alternativa o adicionalmente, la frecuencia se puede seleccionar en el intervalo de kilohercios. Sin embargo, la frecuencia se puede seleccionar además en el intervalo de megahercios. El elemento (configurado para vibrar) está configurado para vibrar a una frecuencia seleccionada en el intervalo de 100 Hz-1 MHz, incluso más especialmente en el intervalo de 100 Hz a 100 kHz. En otros modos de realización, la frecuencia se selecciona en el intervalo de 1 kHz-1 MHz, tal como de 1 kHz-100 kHz. Por tanto, un dispositivo que proporciona líquido de acuerdo con la invención comprende un accionador, especialmente para proporcionar una vibración (que tiene una frecuencia) a una boquilla de líquido. La frecuencia se selecciona en los intervalos dados anteriormente. Por tanto, el procedimiento de acuerdo con la invención puede comprender hacer vibrar uno o más de los dispositivos de líquido.

Especialmente, se puede accionar una boquilla para afectar la ruptura de un chorro de líquido en un tren de gotitas. Especialmente, se pueden generar gotitas monodispersas por la ruptura controlada de un chorro de líquido eyectado desde una boquilla. Especialmente, un tren de gotitas monodispersas se puede dirigir a un chorro de líquido intacto eyectado desde otra boquilla. Cuando el tren de gotitas impacta sobre el chorro de líquido intacto, esto puede proporcionar un tercer material coalescido que se propaga en una tercera dirección. También se puede dirigir un chorro a una cara de un dispositivo de líquido que proporciona un tren de gotitas, proporcionando un tercer material coalescido que se propaga en una tercera dirección. En modos de realización, puede dar como resultado un tren de gotitas monodispersas compuestas que fluye hacia abajo. Especialmente, el término gotitas "monodispersas" se refiere a una distribución de tamaño monodispersada de gotitas, en la que la desviación estándar es menor de un 30 % (del tamaño promedio), especialmente menor de un 8 % (del tamaño promedio).

Por tanto, en modos de realización, el procedimiento de producción comprende (además) modular uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido para proporcionar uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido como chorro de líquido interrumpido en dicho punto de colisión. En otros modos de realización, el procedimiento de producción comprende (además) modular uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido (especialmente el segundo chorro de líquido) para proporcionar uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido (especialmente el segundo chorro de líquido) como chorro de líquido interrumpido en dicho punto de contacto. Especialmente, el dispositivo descrito en el presente documento comprende uno o más accionadores (moduladores) configurados para proporcionar uno o más de un primer chorro de líquido de dispositivo y segundo chorro de líquido de dispositivo modulados. En modos de realización, el dispositivo puede comprender un accionador (modulador) configurado para modular el primer chorro de líquido de dispositivo y el segundo chorro de líquido de dispositivo. Sin embargo, en modos de realización específicos, el procedimiento de producción comprende proporcionar al menos uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido como chorro de líquido ininterrumpido en dicho punto de colisión y/o punto de contacto. Por tanto, para este chorro puede no haber modulación o una modulación que no dé lugar a una ruptura del chorro en una localización corriente arriba del punto de colisión. Especialmente, el accionador (modulador) se puede configurar para proporcionar una vibración a una boquilla. Para proporcionar un chorro continuo (modulado), la vibración puede ser continua, comprendiendo especialmente una frecuencia constante (especialmente continua y sustancialmente no cambiante). Por tanto, en otros modos de realización, el procedimiento de producción comprende (además) proporcionar una vibración a un chorro de líquido, especialmente para proporcionar el chorro de líquido como un chorro de líquido modulado (véase también a continuación). En modos de realización, se proporciona una vibración al primer chorro de líquido (proporcionando un primer chorro de líquido modulador). En otros modos de realización, se proporciona una vibración al segundo chorro de líquido (proporcionando un segundo chorro de líquido modulador). Sin embargo, en otros modos de realización, se proporciona una vibración a otro chorro (que proporciona) líquido (y que proporciona otro chorro de líquido modulador). En otros modos de realización, el procedimiento de producción comprende proporcionar una vibración a uno del primer chorro de líquido y al segundo chorro de líquido (especialmente el segundo chorro de líquido) para proporcionar uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido (especialmente el segundo chorro de líquido) (especialmente el chorro de líquido respectivo, especialmente provisto de la vibración) como chorro de líquido interrumpido en dicho punto de contacto. En el presente documento, proporcionar una vibración (o modulación) a un chorro de líquido, se puede relacionar especialmente con proporcionar una vibración a un dispositivo que proporciona líquido (que proporciona el chorro de líquido), especialmente a una boquilla del mismo.

Especialmente, los dos materiales líquidos coalescionan y una fase líquida (opcionalmente) encapsula (e inmoviliza) otra fase líquida (es decir, el resto del líquido), y especialmente al menos parte del tercer material proporcionado se puede solidificar.

Se descubrió experimentalmente que las dinámicas de coalescencia, encapsulación y solidificación que se producen (en vuelo) en la atmósfera gaseosa parecen desempeñar un papel importante en la IAMF (véase también la fig. 2). En primer lugar, la gotita impacta sobre el chorro. Especialmente, el impacto puede dar como resultado la coalescencia, es decir, preferentemente se evita el rebote. Además, la producción de partículas esféricas puede requerir especialmente que la gotita mantenga sustancialmente su forma esférica durante el impacto. Experimentalmente (véase la sección experimental) se descubrió que ambas condiciones se pueden cumplir si el número de Weber de impacto Weimpacto = pV2 impactoD1/a1 < l0, con p la densidad, D1 el diámetro de la gotita y a l la tensión superficial de (el líquido en) la gotita, en el que la velocidad de impacto Vimpacto = Vej sen © depende del ángulo de impacto © y la velocidad de eyección (la velocidad en la abertura de dispositivo de líquido) Vej del chorro que proporciona el tren de gotitas. Especialmente, para un modo de chorro-boquilla y/o boquillaboquilla, dicha condición se puede cumplir en la mayoría de las condiciones prácticas, especialmente debido a que Vimpacto puede ser sustancialmente. Por ejemplo, en modos de realización, la velocidad de impacto se puede seleccionar en el intervalo de 0,2-500 m/s, tal como 0,2-50 m/s, como 0,2-30 m/s. Sin embargo, en otros modos de realización, la velocidad de impacto puede estar en el intervalo de 0,05-0,2 m/s.

Después del impacto, se puede proporcionar la coalescencia de parte de un chorro de líquido, especialmente parte del chorro de fluido intacto, y parte de otro chorro de líquido, especialmente una gotita de un tren de gotitas.

Para proporcionar un chorro de líquido, especialmente el número de Weber de líquido We1 se selecciona para que sea igual a o mayor que 1. El número de Weber de líquido, We1 se define como p1V2D/a1, siendo p1, V, a l la densidad, velocidad y tensión superficial del líquido, respectivamente. D se refiere a una dimensión característica del chorro, especialmente el diámetro del chorro. Aún en modos de realización el número de Weber así como el diámetro D se pueden relacionar con el diámetro de una gotita en el chorro de líquido. El chorro de líquido se puede proporcionar en el régimen de ruptura de Rayleigh, especialmente para proporcionar la formación de gotitas por ruptura de Rayleigh.

El número de Weber de líquido superior (límite de velocidad) puede estar acotado por la ruptura inducida por el viento, que se produce para los números de Weber de gas Weg = pg/p1We1 > 0,2, con pg la densidad del gas. El régimen de ruptura de Rayleigh se refiere especialmente a un chorro proporcionado en un gas, que comprende un número de Weber (de líquido) igual a o mayor que 1, en el que el número de Weber de gas es igual a o menor que 0,2. Cuando la velocidad del líquido (en el chorro de líquido) se incrementa adicionalmente, la velocidad del chorro en relación con la velocidad del gas circundante ya no se puede despreciar. Los efectos aerodinámicos pueden acelerar un procedimiento de ruptura y se puede observar un acortamiento de la longitud entre la salida de la boquilla y la localización de la gotita que se desprende. Especialmente una transición del régimen de ruptura de Rayleigh a un primer régimen de ruptura inducida por el viento se puede producir cuando la fuerza de inercia de la atmósfera circundante (gas) alcanza una fracción significativa de la fuerza de tensión superficial, especialmente en Weg>0,2. Por tanto, especialmente, el número de Weber de gas se selecciona para que sea igual a o menor que 0,2 para evitar una ruptura inducida por el viento del chorro de líquido. Por tanto, para proporcionar un chorro de líquido continuo o un chorro de líquido interrumpido, especialmente, el número de Weber de líquido se selecciona para que sea menor que o igual a 0,2*p1/pg. Especialmente, el número de Weber de líquido se selecciona para que sea mayor que o igual a 1, especialmente mayor que o igual a 3, tal como mayor que o igual a 4, para proporcionar un chorro de líquido continuo. El procedimiento de producción de la invención comprende esencialmente la coalescencia de un material líquido (de un chorro de líquido) con otro material líquido (de otro chorro de líquido). Especialmente, dichos materiales líquidos coalescionan sustancialmente por completo. Especialmente, el procedimiento de producción no comprende la ruptura inducida por el viento. El procedimiento de producción de la invención especialmente (tampoco) comprende la atomización de un chorro de líquido. La ruptura inducida por el viento, pero especialmente la atomización, puede inhabilitar una coalescencia sustancialmente completa.

Especialmente, en un procedimiento de formación por contacto indirecto (especialmente en un modo de chorroboquilla), el contacto de un primer material líquido con un segundo material líquido, especialmente una gotita de un tren de gotitas (que comprende el segundo (chorro) material líquido, puede dar como resultado la coalescencia del segundo material líquido y el primer material líquido. El tipo de coalescencia puede depender de las propiedades del material de los materiales líquidos combinados como se entiende por el experto en la técnica. La coalescencia, por ejemplo, se puede producir como una coalescencia de segmentación (segmentada) (especialmente en la que una gotita, de un tren de gotitas, colisiona y se une a un chorro y sucesivamente casi directamente el chorro se rompe en segmentos) o una coalescencia adherente (especialmente una colisión en la que una gota o un chorro golpea y se adhiere al (otro) chorro y viceversa proporcionando un chorro intacto (que eventualmente se puede romper). La encapsulación de líquido por otro líquido se puede ver afectada por la diferencia de tensión superficial (del material líquido) de los dos líquidos, especialmente de los materiales líquidos de los chorros de líquido (el primer material líquido y el segundo material líquido). Especialmente, cuando la tensión superficial de un primer líquido (especialmente comprendido en el material líquido del chorro de líquido intacto) es menor que la tensión superficial de otro líquido (especialmente comprendido en el material líquido de un tren de gotitas), el líquido del primer el líquido puede encapsular al otro líquido. Especialmente, cuando la tensión superficial de un primer material líquido acumulado en la cara de boquilla y que fluye corriente abajo desde dicha boquilla es menor que la tensión superficial de otro material líquido de un chorro proporcionado por dicha boquilla, el primer material líquido puede encapsular al otro líquido (en el punto de contacto). Como resultado, una película delgada del líquido de baja tensión superficial se puede "tirar" alrededor de un líquido de mayor tensión superficial y puede inmovilizar el líquido de mayor tensión superficial. Tirar de esta película delgada del líquido de menor tensión superficial alrededor del líquido de mayor tensión superficial puede ser el resultado de un flujo de Marangoni (activado por un gradiente de tensión superficial). Este mecanismo puede permitir la (rápida) encapsulación (en aire) tanto de líquidos miscibles como inmiscibles, mientras que se limita la deformación de las gotitas. De forma alternativa o adicionalmente, el mecanismo puede permitir la encapsulación iniciada por diferencias de tensión superficial inducidas por tensioactivos en líquidos puros y/o mezclas. Especialmente, la tensión superficial de los dos materiales líquidos que colisionan (en el punto de colisión) se puede seleccionar para que sea diferente.

La tensión superficial de los dos materiales líquidos en contacto (en el punto de contacto) se selecciona para que sea diferente. La proporción (mayor) de las tensiones superficiales de los diferentes materiales líquidos es de al menos 1,05. Esta proporción es como máximo de 7. Por tanto, la proporción de las diferentes tensiones superficiales es de al menos 1,05 y no más de 7. De forma alternativa a la selección de la tensión superficial del material líquido en el chorro (ininterrumpido) menor que la tensión superficial en el material líquido del tren de gotitas, la tensión superficial del material líquido en el chorro intacto se puede seleccionar para que sea mayor que la tensión superficial del material líquido en el tren de gotitas. Especialmente, en dicho modo de realización, el líquido comprendido en el tren de gotitas puede encapsular al líquido comprendido por el chorro (ininterrumpido).

La encapsulación de un líquido por otro líquido también se puede ver afectada por la viscosidad de un líquido y el contacto entre los diferentes materiales líquidos. Durante los experimentos, se advirtió que puede ser ventajoso usar un modo de chorro-boquilla (que incluya una boquilla-boquilla) (un procedimiento de formación por contacto indirecto) para la encapsulación de un material líquido. Especialmente cuando entra en contacto con el otro material líquido, el material líquido acumulado en la boquilla (y que fluye sucesivamente hacia la abertura de la boquilla) puede rodear sustancialmente por completo al otro material líquido en el punto de contacto en dichos modos de realización. La boquilla puede romper el chorro de líquido cuando el líquido impacta con la boquilla. Especialmente, el material líquido se puede acumular alrededor de (/en torno a) la boquilla, y especialmente después de fluir a la abertura de boquilla, el material líquido puede rodear al otro material líquido. Por tanto, en dichos modos de realización, especialmente las condiciones del procedimiento y las condiciones del equipo físico pueden afectar al procedimiento de encapsulación. Especialmente, en dicho modo de realización, especialmente un material líquido de alta viscosidad puede encapsular de forma más ventajosa a otro material líquido. En dichos modos de realización, por ejemplo, también las propiedades de la cara de dispositivo de líquido pueden afectar al procedimiento. En modos de realización, por ejemplo, la cara de boquilla (cara de dispositivo que proporciona líquido) comprende propiedades hidrófilas (por ejemplo, un revestimiento hidrófilo). En otros modos de realización, la cara de boquilla (cara de dispositivo) comprende propiedades hidrófobas (por ejemplo, un revestimiento hidrófobo). Especialmente, en dichos modos de realización anteriores, un primer material líquido acuoso puede encapsular de forma ventajosa a un segundo material líquido (proporcionado a través de la abertura de dispositivo del dispositivo) porque se puede acumular por toda la boquilla (cara de dispositivo). Especialmente, en los últimos modos de realización, un material líquido hidrófobo se esparcirá de forma ventajosa alrededor de (en torno a) la boquilla (cara de dispositivo), mientras que un material líquido acuoso solo se puede acumular en un lado de la boquilla (cara de dispositivo). El procedimiento de formación por contacto indirecto se puede aplicar de forma ventajosa para materiales líquidos de alta viscosidad, tal como para una viscosidad igual a o mayor que 100 mPa s, tal como igual a o mayor que 1 Pas. El procedimiento de formación por contacto indirecto se puede aplicar especialmente si un flujo de Marangoni se puede ver obstaculizado o apenas está presente. De forma alternativa, se puede aplicar un procedimiento de formación en vuelo que comprenda una pluralidad de segundos chorros si un flujo de Marangoni se puede ver obstaculizado o apenas está presente (véase también a continuación). Especialmente, un flujo de Marangoni puede estar sustancialmente ausente para materiales líquidos que comprendan una alta viscosidad.

Finalmente, al menos parte del tercer material coalescido, tal como una gotita compuesta formada, se puede solidificar. La solidificación de gotitas puede posibilitar la producción de partículas. Especialmente, los líquidos interior y exterior se pueden seleccionar de modo que uno o ambos líquidos interior y exterior solidifiquen, por ejemplo, por gelificación, precipitación o congelación, etc. En modos de realización, especialmente uno o más del primer material líquido y el segundo material líquido son solidificables. En otros modos de realización, el primer material líquido y el segundo material líquido no son solidificables.

Dependiendo de las escalas de tiempo requeridas para estas etapas, típicamente el procedimiento de formación (en vuelo) puede tomar menos de unos pocos segundos, tal como menos de un segundo, especialmente 10­ 500 ms. Posteriormente, el tercer material coalescido se puede recoger, por ejemplo, en un colector, en un baño o (depositar) sobre una superficie sólida, o recibir en cualquier otro tipo de elemento receptor. El término "baño" se refiere especialmente a depositar y/o recibir y/o recoger el (tercer) material coalescido y/o producto del procedimiento (véase a continuación) en un líquido (en el baño). Un baño comprende especialmente un líquido. Por tanto, se puede configurar especialmente una distancia entre el punto de contacto y el elemento receptor para proporcionar la escala de tiempo requerida (véase a continuación).

Adicionalmente o de forma alternativa, usando dos chorros de líquido estables e ininterrumpidos, el procedimiento de producción puede comprender un "modo de chorro-chorro", en el que ambos chorros están intactos cuando impactan entre sí.

En otros modos de realización, el procedimiento de producción comprende proporcionar una vibración a uno del primer chorro de líquido y al segundo chorro de líquido para proporcionar uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido (es decir, el chorro de líquido respectivo que se proporciona con la vibración) como chorro de líquido ininterrumpido que tiene una anchura variable (sobre una determinad longitud del chorro) en una dirección perpendicular a la dirección de chorro respectiva en dicho punto de colisión. La vibración se proporciona por medio de un accionador (modulador) que comprende un elemento vibrador configurado para hacer vibrar a una frecuencia seleccionada en el intervalo de 100 Hz-1 MHz. Un accionador (que comprende el elemento vibrador) está comprendido compuesto por uno o más de un primer dispositivo que proporciona líquido que proporciona el primer chorro de líquido y un segundo dispositivo que proporciona líquido que proporciona el segundo chorro de líquido.

Los modos de realización del dispositivo, especialmente de un dispositivo que proporciona líquido, comprenden el accionador (modulador), comprendiendo el accionador (modulador) el elemento configurado para vibrar para proporcionar uno o más de dichos primer chorro de líquido (de dispositivo) y segundo chorro de líquido (de dispositivo) (modulados) con el chorro (dispositivo) respectivo que tiene una anchura variable en una dirección perpendicular a una dirección de chorro (dispositivo) respectiva. Especialmente, en dichos modos de realización, el dispositivo está configurado para proporcionar uno de más de dichos primer chorro de líquido (de dispositivo) y segundo chorro de líquido (de dispositivo) modulados con el chorro respectivo que se rompe en subunidades (de líquido) después de una longitud de rotura (LB) determinada a partir de la abertura de dispositivo respectiva, en el que la longitud de rotura (LB) es igual a o más corta que una distancia desde la abertura de dispositivo respectiva hasta el punto de colisión virtual. Por tanto, un chorro modulado puede tener una anchura variable en una dirección perpendicular a su dirección de chorro. Especialmente, dicha anchura es mayor que 0 en una localización/localizaciones (especialmente todas) entre el origen del chorro y la longitud de rotura. Especialmente dicho con es distinto de cero en el origen del chorro. Esencialmente, dicha anchura puede incluir 0 en una localización corriente abajo de la longitud de rotura. En otros modos de realización, la distancia entre el punto de colisión y la abertura de dispositivo se puede disponer para que sea menor que la longitud de rotura (opcional) del chorro proporcionado por la abertura de dispositivo respectiva. En dicho modo de realización, la inestabilidad (modulación) del chorro de líquido respectivo se puede (después de la colisión con un segundo chorro de líquido y proporcionando conjuntamente un tercer chorro de líquido de material coalescido) trasponer al tercer material líquido. Sucesivamente, el tercer chorro de líquido se puede romper en subunidades (gotitas).

De forma alternativa, el procedimiento de producción y el dispositivo pueden comprender al menos otro (tal como un cuarto) chorro (de dispositivo) de líquido y opcionalmente un dispositivo que proporciona líquido, junto a dos chorros de líquido (de dispositivo) y opcionalmente dos dispositivos que proporcionan líquido. Otro chorro de líquido (o chorro de dispositivo de líquido proporcionado por un dispositivo que proporciona líquido), por ejemplo, está comprendido en modos de realización, en los que el otro chorro de líquido (de dispositivo) se dirige a otro punto de contacto u otro punto de colisión, y en el que el otro punto de colisión está localizado en uno del primer chorro de líquido (de dispositivo) y el segundo chorro de líquido (de dispositivo) (y, por tanto, corriente arriba del (primer) punto de colisión). En otros modos de realización, otro chorro de líquido (o chorro de dispositivo de líquido proporcionado por un dispositivo que proporciona líquido) se dirige a otro punto de contacto, especialmente en el que el punto de colisión adicional está localizado en una de la cara de dispositivo de líquido y la segunda cara de dispositivo de líquido (y, por tanto, corriente arriba del (primer) punto de colisión). En aún otros modos de realización, el otro chorro de líquido (de dispositivo) se dirige a otro (segundo) punto de contacto adicional, tal como un (segundo) punto de colisión localizado corriente abajo del (primer) punto de contacto (colisión) para impactar con el tercer material (coalescido), especialmente el tercer chorro, proporcionando especialmente otro material coalescido, y que se propaga especialmente en otra dirección. De forma ventajosa se pueden combinar modos de realización que comprenden más de dos chorros de líquido. Especialmente, se pueden combinar de forma ventajosa modos de realización que comprenden más de un punto de contacto. Estos modos de realización pueden comprender una serie de procedimientos de formación en vuelo en serie, especialmente en los que un producto de un procedimiento de formación en vuelo (por ejemplo, un material coalescido, tal como un tercer material coalescido) puede proporcionar uno de los (dos) chorros de líquido (de dispositivo) de otro procedimiento de formación en vuelo. En modos de realización, el tercer material (coalescido) en una tercera dirección de un primer procedimiento en vuelo proporciona el primer (o segundo) chorro de líquido en una primera (o segunda) dirección de un segundo procedimiento en vuelo. En otros modos de realización, uno o más del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido son el producto (es decir, el tercer material o el tercer chorro) de un procedimiento de formación en vuelo. En otros modos de realización, uno o más del primer material líquido y el segundo material líquido son el producto de un procedimiento de formación descrito en el presente documento, especialmente de un procedimiento de formación en vuelo o por contacto indirecto. Especialmente, el primer y el segundo material líquido se pueden seleccionar independientemente para que sean el producto de un procedimiento de formación en vuelo y un procedimiento por contacto indirecto (o que no sean el producto de un procedimiento de formación descrito en el presente documento). Por tanto, el procedimiento de producción puede comprender una pluralidad de procedimientos de formación en vuelo. El procedimiento de producción también puede comprender una pluralidad de procedimientos de formación por contacto indirecto. En modos de realización, el procedimiento de producción comprende al menos un procedimiento de formación en vuelo y al menos un procedimiento de formación por contacto indirecto.

Se pueden proporcionar muchos modos de realización diferentes en los que un chorro de líquido (de dispositivo) ininterrumpido impacta sobre un chorro de líquido (de dispositivo) ininterrumpido o, por ejemplo, un tren de gotitas. También se pueden proporcionar muchos modos de realización diferentes en los que un chorro de líquido (de dispositivo) interrumpido o intacto se dirige a una cara de dispositivo y otro chorro de líquido se proporciona por dicho dispositivo.

En modos de realización, un chorro de líquido (de dispositivo) comprende un tren de gotitas y dicho tren de gotitas se dirige a un producto de un primer procedimiento de formación en vuelo, que también comprende un tren de gotitas. En otros modos de realización, el producto de un primer procedimiento de formación en vuelo comprende un tren de gotitas y el chorro de líquido (de dispositivo) que se dirige a dicho tren de gotitas comprende un chorro de líquido (de dispositivo) ininterrumpido, etc.

En modos de realización, se proporciona otro chorro de líquido para añadir una capa encapsulante adicional en el tercer material coalescido. En dichos modos de realización, el otro chorro de líquido impacta en una localización corriente abajo del (primer) punto de contacto en otro punto de contacto o punto de colisión. Especialmente, en dichos modos de realización, el otro chorro de líquido impacta en una localización corriente abajo del (primer) punto de colisión. En dicho modo de realización, el otro chorro de líquido puede comprender otro material de chorro de líquido que sea idéntico al primer material líquido o bien al segundo material líquido o diferente a ambos materiales líquidos. Especialmente, el cuarto material líquido comprende una tensión superficial igual o menor en comparación con el segundo material de chorro de líquido (proporcionado en la fase de encapsulación del tercer material coalescido).

Por tanto, la invención también proporciona el procedimiento de producción (que comprende un "procedimiento de formación combinado") que comprende además: proporcionar en dicha atmósfera de gas un cuarto chorro de líquido dirigido con una cuarta dirección de chorro a un segundo punto de contacto, especialmente un segundo punto de colisión, en dicha atmósfera de gas, en el que el cuarto chorro de líquido comprende el cuarto material líquido; y coalescer el tercer material coalescido (del tercer chorro de líquido) y el cuarto material líquido para proporcionar el quinto material coalescido ("quinto material") en el segundo punto de contacto, especialmente en el segundo punto de colisión que se propaga en la quinta dirección, especialmente en el que la tercera dirección y la cuarta dirección de chorro del cuarto chorro de líquido tienen un ángulo mutuo mayor que 0° e igual a o menor que 45. En modos de realización, otro material coalescido y el quinto material coalescido son iguales.

Especialmente, el segundo punto de contacto comprende el segundo punto de colisión. En otros modos de realización, el primer punto de contacto comprende el primer punto de colisión. Por tanto, en modos de realización, la invención también proporciona el procedimiento de producción en el que el procedimiento de formación en vuelo comprende un procedimiento de formación en vuelo combinado, comprendiendo el procedimiento de formación en vuelo combinado: proporcionar en dicha atmósfera de gas (i) dicho primer chorro de líquido dirigido con dicha primera dirección de chorro a dicho punto de colisión en dicha atmósfera de gas, en el que dicho primer chorro de líquido comprende dicho primer material líquido, y (ii) dicho segundo chorro de líquido dirigido con dicha segunda dirección de chorro a dicho punto de colisión, en el que dicho segundo chorro de líquido comprende dicho segundo material líquido para proporcionar (un tercer chorro de líquido que comprende) dicho tercer material (coalescido) en dicho punto de colisión que se propaga en dicha tercera dirección (especialmente la tercera dirección de chorro); y proporcionar en dicha atmósfera de gas un cuarto chorro de líquido dirigido con una cuarta dirección de chorro a un segundo punto de colisión en dicha atmósfera de gas, en el que el cuarto chorro de líquido comprende un cuarto material líquido; y coalescer el tercer material coalescido y el cuarto material líquido, para proporcionar un quinto material (coalescido) en el segundo punto de colisión que se propaga en una quinta dirección.

Especialmente, en modos de realización específicos, la tercera dirección (del tercer chorro) y la cuarta dirección de chorro del cuarto chorro de líquido tienen un ángulo mutuo mayor que 0° e igual a o menor que 75°, especialmente igual a o menor que 60°, tal como igual a o mayor que 5°, tal como igual a o mayor que 10°, e igual a o menor que 45°. Especialmente, al menos uno del primer chorro de líquido y el cuarto chorro de líquido se proporcionan como chorro de líquido ininterrumpido en dichos puntos de colisión. Además, especialmente el tercer material coalescido y el cuarto material líquido tienen diferentes tensiones superficiales.

Especialmente, poner en contacto el tercer material coalescido y el cuarto material líquido comprende coalescer el tercer material coalescido y el cuarto material líquido. El segundo punto de contacto, especialmente el segundo punto de colisión, puede estar localizado corriente abajo (en el tercer chorro) del primer punto de contacto (o primer punto de colisión). Sin embargo, en modos de realización, el primer punto de contacto, especialmente el primer punto de colisión, y el segundo punto de contacto, especialmente el segundo punto de colisión, coinciden sustancialmente (véase también a continuación). Especialmente, el primer punto de contacto puede coincidir sustancialmente con el segundo punto de colisión, especialmente el primer punto de colisión coincide sustancialmente con el segundo punto de colisión.

En modos de realización, dicho procedimiento de producción de formación combinado comprende un modo de chorro-boquilla (o un modo de boquilla-boquilla), en el que el segundo material líquido se proporciona a (una cara de) un dispositivo que proporciona líquido que proporciona el primer chorro de líquido para proporcionar el tercer material en un (primer) punto de contacto. En otros modos de realización, un primer chorro de líquido y un segundo chorro de líquido se dirigen (ambos) a un (primer) punto de colisión para proporcionar el tercer material en el primer punto de colisión. Especialmente, en modos de realización que comprenden una serie de procedimientos de formación, el primer procedimiento de formación puede comprender un procedimiento de formación por contacto indirecto. Especialmente, en otros procedimientos de formación sucesivos, dos chorros colisionan en un punto de colisión (que comprende un punto de contacto). Especialmente otro procedimiento de formación comprende un procedimiento de formación en vuelo.

Especialmente, la invención también proporciona el dispositivo como se describe en el presente documento que comprende además un cuarto recipiente de líquido configurado para contener un cuarto líquido de dispositivo que comprende un cuarto material líquido de dispositivo, en conexión fluida con un cuarto dispositivo que proporciona líquido que comprende una cuarta abertura, un cuarto transportador de líquido configurado para transportar el cuarto líquido de dispositivo desde el cuarto recipiente de líquido al cuarto líquido de dispositivo y a través de la cuarta abertura para proporcionar un cuarto chorro de líquido de dispositivo, en el que la cuarta abertura de dispositivo se dirige a un segundo punto de colisión virtual corriente abajo de dicho (primer) punto de colisión virtual y/o corriente abajo de dicho (primer) punto de contacto. Especialmente el cuarto chorro de líquido de dispositivo comprende el cuarto chorro de líquido.

Sorprendentemente, se encuentra que el procedimiento de producción y el dispositivo de la invención posibilitan una producción rápida de una variedad de formas. La IAMF posibilita la producción rápida de partículas, gotitas de líquido, partículas parcialmente sólidas y fibras en diversas formas, tamaños y que comprenden diversas estructuras (fases) (internas), véase, por ejemplo, las figs. 2 y 3. Además, usando el dispositivo y el procedimiento descritos en el presente documento, se pueden generar estructuras tridimensionales complejas que comprendan las partículas (véase a continuación). Especialmente, en el procedimiento de producción, sustancialmente todo el primer material y segundo material se combinan (coalescionan) para proporcionar el tercer material. Especialmente, sustancialmente no se pierde ningún material líquido (primero, segundo, tercero, etc.) en el procedimiento. Entre otras cosas, esto se puede lograr seleccionando la dimensión de los chorros, los materiales de los chorros, las velocidades de los chorros, el ángulo mutuo de los chorros, etc., especialmente como se describe en el presente documento.

En modos de realización, el procedimiento de producción proporciona gotitas, incluyendo gotitas que consiste en múltiples fases o gotitas rodeadas por una capa sólida. En otros modos de realización, el procedimiento de producción proporciona partículas solidificadas (al menos parcialmente) en forma sustancialmente redonda. Aún en otro modo de realización, el procedimiento de producción proporciona fibras.

Especialmente al seleccionar la(s) velocidad(es) mutua(s) (la velocidad del primer chorro de líquido (de dispositivo) con respecto al segundo chorro de líquido (de dispositivo) y (opcionalmente) la tercera dirección (el tercer chorro) y el cuarto chorro de líquido (de dispositivo), es decir, las velocidades de los diferentes chorros de líquido en la localización de los puntos de colisión), se puede controlar la forma de una o más partículas. Adicionalmente o de forma alternativa, la forma se puede controlar seleccionando el ángulo entre estos chorros. Adicionalmente o de forma alternativa, la forma de una o más partículas se puede controlar en un modo de chorro-boquilla o boquillaboquilla seleccionando un flujo (especialmente una cantidad durante un tiempo) del chorro dirigido a la cara de boquilla en relación con el flujo y/o la velocidad del chorro proporcionado por dicha boquilla. Especialmente en un modo de chorro-boquilla, un primer material líquido se puede incorporar por un segundo chorro de líquido (en el punto de contacto). Especialmente, la velocidad del segundo chorro de líquido debe ser al menos igual a la velocidad del primer líquido en el punto de contacto.

En modos de realización del dispositivo, una o más de una posición de la primera abertura de dispositivo y una posición de la segunda abertura de dispositivo se puede controlar, en el que el dispositivo comprende además un accionador configurado para controlar una o más de la posición de la primera abertura de dispositivo y la posición de la segunda abertura de dispositivo. Por ejemplo, al girar (parte de) el primer dispositivo y/o el segundo dispositivo, las primera y/o segunda aberturas de dispositivo se pueden posicionar en diferentes posiciones, lo que permite, por ejemplo, diferentes ángulos de chorro mutuos. En otros modos de realización, el posicionamiento se puede realizar por traslación. Especialmente un accionador está configurado para trasladar. Especialmente dichos modos de realización pueden permitir controlar el ángulo mutuo. Dicho modo de realización también puede permitir controlar el posicionamiento de una de las aberturas de dispositivo con respecto a la cara de dispositivo del otro dispositivo. Especialmente, dicho accionador puede controlar una dirección de un chorro de dispositivo de líquido. Especialmente dichos modos de realización (también) pueden permitir controlar una distancia entre dispositivos de líquido. Dicho modo de realización puede permitir además configurar una localización del (los) punto (s) de colisión, especialmente en relación con la localización de un elemento receptor. Especialmente, dichos accionadores pueden controlar una localización de un chorro de dispositivo de líquido. En el presente documento, un accionador también puede comprender más de un accionador. En algunos modos de realización, se puede configurar un accionador para controlar la posición de la primera abertura de dispositivo. En modos de realización, se puede configurar un accionador para controlar una posición de un dispositivo (que proporciona) líquido. Adicionalmente, se puede disponer otro accionador para controlar la posición de la segunda abertura. En otros modos de realización, el dispositivo comprende un accionador que puede controlar la posición de la primera abertura y (la posición de) la segunda abertura. En otros modos de realización, al menos uno de los dispositivos puede girar alrededor de un eje paralelo a un eje de chorro longitudinal respectivo, lo que permite girar el chorro proporcionado por el dispositivo alrededor del eje longitudinal. Especialmente para dichos modos de realización, los accionadores se pueden configurar para proporcionar el giro. Especialmente, los modos de realización del procedimiento pueden comprender controlar al menos un accionador. Por ejemplo, el procedimiento se puede usar para proporcionar un (tercer) material que comprende una forma helicoidal (por ejemplo, haciendo girar un dispositivo alrededor de un eje). Este (estos) accionador(es) puede(n) diferir del (de los) accionador(es) (modulador(es)) que proporcionan la modulación de uno o más de los chorros de líquido (de dispositivo). En modos de realización, estos accionadores pueden ser el/los mismo(s) accionador(es). Especialmente, el procedimiento de producción descrito en el presente documento puede comprender el trenzado. En el presente documento, el término "trenzado" se refiere a retorcer o entrelazar y especialmente a proporcionar una configuración girada o retorcida. El trenzado se puede proporcionar, por ejemplo, girando el dispositivo que proporciona un chorro. El trenzado también se puede proporcionar girando el tercer (u otro) material coalescido corriente abajo del punto de contacto (mientras no se cambian los chorros del primer y segundo material líquido, por ejemplo, girando un elemento receptor que recibe el tercer (u otro) material coalescido. En otros modos de realización, el trenzado se puede proporcionar, por ejemplo, por el impacto de uno de los materiales líquidos sobre el otro en la localización de impacto (véase también a continuación). Por tanto, en modos de realización, el procedimiento puede incluir trenzar al menos uno de los materiales alrededor de al menos otro de los materiales.

El control rápido o automatizado de la posición de la abertura de dispositivo puede posibilitar además impactar selectivamente y coalescer con material, de modo que en un estado el primer chorro de líquido (de dispositivo) colisiona con el segundo chorro de líquido (de dispositivo) como se describe anteriormente, mientras que en otro estado el primer chorro de líquido (de dispositivo) no colisiona sobre el segundo chorro de líquido (de dispositivo). Dichos modos de realización permiten seleccionar/clasificar partes seleccionadas de un chorro de líquido. Por ejemplo, solo las gotitas (en un tren de gotitas) que comprendan una célula (biológica) se pueden impactar selectivamente, o solo partes de una fibra líquida se pueden impactar para formar fibras de longitud controlada.

De forma alternativa o adicionalmente para controlar la abertura de dispositivo, un chorro (de dispositivo) se puede desviar (después de la eyección) para proporcionar un impacto selectivo (de dos chorros de líquido (de dispositivo)) y coalescencia. Dicha desviación después de la eyección selectiva se puede lograr usando un campo eléctrico, soplando aire , etc. En otro modo de realización, el material líquido comprende material magnético y la desviación se puede proporcionar por un campo magnético. Especialmente, los modos de realización (del dispositivo) pueden comprender otro accionador configurado para controlar la desviación, y especialmente una de las (primera, segunda o cualquier otra) aberturas de dispositivo puede no estar dirigida al punto de colisión (virtual) respectivo. Especialmente el accionador controla las localizaciones de colisión, especialmente para proporcionar una colisión de al menos dos chorros de líquido en una atmósfera gaseosa. Por tanto, también pueden estar comprendidos otros tipos de accionadores que pueden controlar una dirección de un chorro de líquido en modos de realización como se entenderá por el experto en la técnica.

Como se analiza anteriormente, el material coalescido (es decir, los productos del procedimiento de formación en vuelo) que comprende una forma sustancialmente redonda se puede proporcionar en modos de realización (que comprenden chorros de líquido) en un modo de gota-chorro, que comprende especialmente un modo de chorroboquilla. Los productos en forma de fibra del procedimiento de formación en vuelo se pueden proporcionar en modos de realización (que comprendan chorros de líquido) en un modo de chorro-chorro, comprendiendo especialmente un modo de chorro-boquilla. Aún en otros modos de realización del procedimiento de formación en vuelo, se pueden proporcionar productos que comprendan una forma que comprende partes similares a fibras así como partes redondas, por ejemplo, que se asemejan a un collar de perlas. Especialmente, dichas formas se pueden proporcionar si un chorro de líquido intacto colisiona con un chorro de líquido modulado (por ejemplo, eyectado de una boquilla accionada) que no sea un chorro roto en gotitas separadas. Especialmente, dichas formas se pueden proporcionar en modos de realización configurados para disponer el punto de colisión de modo que la longitud de la corriente de chorro de líquido modulado (L), es decir, una longitud mínima de una línea que conecta el punto de colisión y el origen (lado corriente arriba) del chorro de líquido modulado (tal como la abertura del dispositivo que proporciona líquido), es menor que LB, y especialmente mayor que 0,1 *LB, estando dicha en el intervalo de (0,5-0,99)* LB, especialmente en el intervalo de (0,9-0,99)*LB. Por tanto, en modos de realización, uno de los chorros de líquido está modulado y el punto de colisión está configurado de modo que dicho chorro de líquido sea un chorro de líquido modulado e ininterrumpido intacto en una localización corriente arriba del punto de colisión hasta el punto de colisión, en el punto de colisión el chorro de líquido modulado comprende una anchura variable en una dirección perpendicular a la dirección de chorro de líquido modulado. Especialmente, en dichos modos de realización se proporciona un producto del procedimiento de formación en vuelo que tiene una forma alargada que comprende un patrón de ancho variable de repetición en una dirección perpendicular a un eje longitudinal del producto obtenible por el procedimiento de formación en vuelo.

Entre diferentes modos de realización en los que L < LB, la forma del producto del procedimiento de formación en vuelo puede variar en gran medida. En modos de realización en los que L<< L < LB, se puede proporcionar un producto del procedimiento de formación en vuelo que tenga una forma que comprende una serie de formas de gotitas redondas interconectadas (comparable a un collar de perlas).

Especialmente, la forma se puede controlar por la localización (relativa) del punto de colisión (con respecto a la localización de ruptura del chorro), cuando las inestabilidades se vuelven más prominentes en la dirección corriente abajo. Por tanto, en modos de realización, se puede proporcionar un producto del procedimiento de formación en vuelo que comprende una forma determinada seleccionando la proporción L/LB en el intervalo de 0,5-0,99. En otros modos de realización, la localización del impacto se selecciona para configurar L >LB, para proporcionar productos sustancialmente redondos del procedimiento de formación en vuelo.

Adicionalmente, la forma y el tamaño de estos productos se pueden controlar por otras condiciones de funcionamiento y propiedades de líquido. Con respecto al anterior, la forma se puede controlar por la velocidad de los diferentes chorros de líquido, el tamaño de la boquilla o abertura de los diferentes dispositivos que generan líquido (que generan los chorros), el ángulo mutuo, la posible modulación (especialmente la frecuencia y/o tipo de modulación) de los dispositivos (especialmente los dispositivos que generan líquido, especialmente la boquilla), la distancia entre el punto de contacto y un elemento receptor, etc. Con respecto a las propiedades de líquido, los parámetros que afectan a la forma pueden ser la tensión superficial, la viscosidad y la densidad de los materiales líquidos, especialmente la tensión superficial de los materiales líquidos (véase a continuación). Además, las propiedades de solidificación del líquido (tales como solidificación térmica o congelación, precipitación o reacciones químicas o físicas entre dos o más líquidos eyectados) se pueden controlar para cambiar la forma de después de la solidificación.

Especialmente, en modos de realización que comprenden el modo de gota-chorro, el producto del procedimiento de formación en vuelo puede comprender partículas o gotitas sustancialmente redondas que se pueden proporcionar si la velocidad de chorro de líquido del primer chorro de líquido y la velocidad de chorro del segundo chorro de líquido son sustancialmente iguales en el momento del impacto (en el punto de colisión). Especialmente, en otros modos de realización que comprenden un modo de chorro-boquilla (y el modo de gota-chorro), el producto del procedimiento de formación puede comprender partículas o gotitas sustancialmente redondas que se pueden proporcionar si un flujo (volumen) del primer chorro de líquido y un flujo (volumen) del segundo chorro de líquido son sustancialmente iguales en el punto de contacto. En estos modos de realización, el tamaño del tercer material (coalescido) se ve especialmente afectado por el tamaño de la abertura de boquilla que eyecta el chorro de líquido (modulado). Para el procedimiento de formación por contacto indirecto, el tamaño del tercer material (coalescido) se puede ver especialmente afectado por la abertura de boquilla (de la boquilla que proporciona un chorro de líquido y que se impacta por el otro líquido en la cara de boquilla). Un tamaño deseado del producto del procedimiento de formación en vuelo, por ejemplo, partículas o gotitas, puede depender de la aplicación adicional del material coalescido. Especialmente, el tamaño de la abertura de boquilla respectiva (que genera el chorro de líquido modulado y el tren de gotitas) se puede seleccionar en el intervalo de 0,1 mm-5 mm, tal como de 0,1 mm-1,5 mm, especialmente de 1 mm-1 mm. En otros modos de realización, el tamaño de la abertura de boquilla (respectiva) se puede seleccionar en el intervalo de 0,05 mm-500 mm, tal como de 0,5 mm-250 mm, especialmente 1 mm-250 mm. Adicionalmente, el tamaño de las gotitas en el tren de gotitas en la localización del punto de colisión se puede ver afectado por un grado de modulación del chorro de líquido. Especialmente, la frecuencia del accionador (modulador) se puede seleccionar para configurar el tamaño. En el presente documento, una frecuencia también puede comprender más de una frecuencia, especialmente que proporciona múltiples frecuencias por un accionador (modulador) y que puede dar como resultado la fusión de productos (gotitas) después del punto de colisión, especialmente permitiendo además controlar el (tamaño) del producto final. El tamaño de las partículas o gotitas proporcionadas con el procedimiento de producción puede ser proporcional al tamaño de las gotitas en el tren de gotitas. Por tanto, en modos de realización, el tamaño de la abertura de boquilla se puede seleccionar para configurar el tamaño de las partículas. Adicionalmente, la modulación del chorro de líquido respectivo se puede seleccionar para configurar el tamaño de las partículas. El tamaño de la otra abertura de boquilla se puede seleccionar especialmente para configurar el espesor de capa de la parte exterior del producto del procedimiento de formación en vuelo. En modos de realización del dispositivo, se puede controlar uno o más de un tamaño de la primera abertura de dispositivo y un tamaño de la segunda abertura de dispositivo. Se pueden seleccionar tamaños de abertura de boquilla y (frecuencias de) accionamiento especialmente diferentes para crear partículas de dos caras (véase a continuación) usando más de dos chorros de líquido.

Se pueden proporcionar partículas especialmente excéntricas o alargadas en modos de realización en los que la proporción de la velocidad de chorro ininterrumpido y la otra velocidad de chorro de líquido (el tren de gotitas) > 1,3. Especialmente, la proporción se puede seleccionar para que sea menor que 5, tal como máximo de 2,5. A proporciones mayores, el tercer material (coalescido) se puede romper debido al impacto del chorro de líquido intacto, las mayores proporciones también pueden provocar que las gotitas inicialmente separadas se reconecten por el chorro más rápido, especialmente de modo que se forme una fibra. Para proporciones < 1,3, el (tercer) material coalescido proporcionado puede comprender una forma sustancialmente redonda. En modos de realización, la primera velocidad de chorro de líquido y la segunda velocidad de chorro de líquido son sustancialmente iguales.

Dicha diferencia de tensión superficial entre diferentes líquidos eyectados posibilita especialmente la encapsulación de líquidos de alta tensión superficial por aquellos de menor tensión superficial. Especialmente, la tensión superficial de un material líquido se puede configurar añadiendo un modificador de tensión superficial. Los ejemplos de dichos modificadores de tensión superficial son alcoholes, tales como metanol, etanol, (iso)propanol, (poli)etilenglicol (PEG), detergentes, disolventes de jabones, biomoléculas (es decir, proteínas, a Dn , etc.), nano/micropartículas, perfluorocarburos, polímeros, etc. Por tanto, en modos de realización, la composición del primer material líquido y el segundo material líquido es sustancialmente la misma, en la que uno de los materiales líquidos constituye el otro material líquido con una pequeña cantidad adicional de etanol para controlar la tensión superficial. Especialmente en dicha configuración, uno de los materiales líquidos puede comprender etanol al 0,1­ 70 % en vol., tal como etanol al 0,5-25 % en vol., especialmente etanol al 0,5-10 % en vol. Especialmente, el etanol al 0,5-1,5 % en vol. ya puede ser suficiente para proporcionar una diferencia de tensión superficial que permita que uno de los materiales líquidos encapsule al otro material líquido. Aún en otros modos de realización, la diferencia entre el primer material líquido y el segundo material líquido se puede proporcionar por una fracción de polietilenglicol, tal como un 1-25% en vol., especialmente un 5-20% en vol. Por tanto, en otros modos de realización, uno de los líquidos comprende el otro (material) líquido más un modificador de tensión superficial añadido, especialmente en el que la diferencia de composición entre los dos líquidos es solo la presencia del modificador de tensión superficial. Especialmente, al usar un modificador de tensión superficial se puede controlar un incremento o una disminución de la tensión superficial de uno de los líquidos, lo que permite especialmente que uno de los líquidos encapsule al otro líquido.

De forma alternativa o adicionalmente, al menos uno de los materiales líquidos puede comprender especialmente (un modificador de tensión superficial como) un material funcional, tal como material celular biológico, por ejemplo, células madre, proteínas y a Dn , que estará comprendido en el tercer material, especialmente para proporcionar materiales con una jerarquía estructural (véase a continuación). Especialmente, las gotitas o partículas de al menos 10 mm pueden ser adecuadas para materiales que contengan células. Especialmente, el procedimiento permite la encapsulación de células (biológicas). En modos de realización, el procedimiento comprende la encapsulación de células individuales. En otros modos de realización, el procedimiento comprende la encapsulación de múltiples células.

Aún en otros modos de realización, dos líquidos inmiscibles coalescionan (en la atmósfera de gas) para posibilitar la encapsulación del material de alta tensión superficial. Por ejemplo, se fusionan agua y un líquido de menor tensión superficial, tal como un líquido que comprende aceite o fluorocarburo. En otras configuraciones, la encapsulación con o sin solidificación se logra usando diferentes líquidos eyectados con diferentes viscosidades o tamaños.

La localización y el grado de solidificación se pueden controlar por parámetros físicos, así como químicos. Además, especialmente la composición de las diferentes fases líquidas, así como la composición final del producto del procedimiento de formación en vuelo, la velocidad de solidificación y otros parámetros físicos, como la temperatura de la atmósfera gaseosa y la radiación, se pueden seleccionar en modos de realización. Especialmente, la solidificación se puede inducir por una reacción entre agentes en el primer material líquido y el segundo material líquido, lo que especialmente proporciona una red. Por tanto, en modos de realización, el primer material líquido y el segundo material líquido se seleccionan para reaccionar entre sí. Especialmente, el primer material líquido y el segundo material líquido se pueden seleccionar para interaccionar física, química o biológicamente, especialmente reaccionar entre sí. En otros modos de realización, uno o más del primer material líquido y el segundo material líquido comprenden un solidificante, especialmente un reticulante, para el otro material líquido. Especialmente un solidificante comprende al menos un solidificante. Un solidificante se puede referir a un solidificante en el primer material líquido o en el segundo material líquido. También se puede referir a al menos un solidificante tanto en el primer líquido como en el segundo líquido. Se puede referir especialmente a un complejo solidificante, en el que (al menos) un elemento del complejo está comprendido en el primer material líquido y el resto del complejo está comprendido en el segundo material líquido. Después de combinar el primer y el segundo material líquido, el complejo solidificante se puede formar por la interacción entre el primer material líquido y el segundo material líquido. Especialmente, un solidificante comprende un reticulante. Especialmente también un reticulante comprende al menos un reticulante (complejo). Los primeros materiales líquidos, por ejemplo, pueden comprender una primera parte del reticulante (complejo) y el segundo material líquido comprende el resto del reticulante (complejo). En aún otros modos de realización, la encapsulación de un líquido por el otro material líquido se proporciona por una diferencia (entre los materiales líquidos) de tensión superficial o por un gradiente de viscosidad, y especialmente al menos uno del líquido encapsulado y el líquido encapsulante está solidificado.

En un modo de realización con tres chorros de líquido, los materiales del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido se pueden combinar de diversas formas antes del impacto (en un segundo punto de colisión) con el cuarto chorro de líquido. Por ejemplo, el primer chorro de líquido (el primer material líquido) puede tener una tensión superficial más baja que el segundo chorro de líquido (el segundo material líquido) para encapsular al segundo chorro de líquido (el segundo material líquido), después de lo que uno o ambos líquidos se solidifican por el cuarto chorro de líquido (el cuarto material líquido) configurado con una tensión superficial más baja que el primer y el segundo chorros (materiales) de líquido. En modos de realización, la colisión del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido (en un modo de gota-gota o en un modo de gota-chorro) proporciona el tercer material, que sucesivamente puede colisionar con el cuarto chorro de líquido, se pueden proporcionar partículas de núcleo-capa que tengan una o más capas concéntricas que se puedan solidificar o no (dependiendo de las propiedades del material). Dichas partículas de núcleo-capa también se pueden proporcionar en otros modos de realización, en los que el primer material líquido y el segundo material líquido entran en contacto entre sí en un punto de contacto (de un procedimiento de formación por contacto indirecto), proporcionando el tercer material, que sucesivamente puede colisionar con el cuarto chorro de líquido. En otros modos de realización en los que los tres chorros son chorros ininterrumpidos, la solidificación (parcialmente) puede proporcionar fibras concéntricas. De forma alternativa, el primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido (el primer y segundo material líquido) se pueden seleccionar para tener una tensión superficial igual, y especialmente (después del primer punto de colisión) el tercer material (el tercer chorro en la tercera dirección) puede comprenden un chorro "de dos caras". Dicho chorro de dos caras (el tercer chorro), por ejemplo, comprende una forma de cilindro, en la que una parte (del volumen del chorro) comprende el primer material líquido y otra parte (que comprende el resto (del volumen)) comprende el segundo material. Estas partes (coalescidas) están separadas (divididas) por una interfaz (plana) (que puede ser sustancialmente paralela o no a la tercera dirección (un eje longitudinal de chorro de dos caras). Otro chorro de líquido, un cuarto chorro de líquido que tiene una baja tensión superficial se puede dirigir para que impacte (en el segundo punto de colisión) con el tercer chorro antes o después de la ruptura del tercer chorro. Si el otro (cuarto) chorro de líquido impacta antes de la ruptura, se puede proporcionar una fibra de dos caras. Si el otro (cuarto) chorro de líquido impacta después de la ruptura, se pueden formar partículas de dos caras, que comprenden especialmente dos partes distinguibles, especialmente dos semiesferas que consisten en diferentes materiales, véase, por ejemplo, la fig. 3. Especialmente, al seleccionar combinaciones alternativas de tensiones superficiales, viscosidades, densidades o propiedades de solidificación, se puede producir una amplia gama de formas de partículas o fibras. En modos de realización, especialmente para proporcionar partículas de dos caras, se pueden proporcionar tres chorros (especialmente un primer, un segundo y otro chorro de líquido). Especialmente, en dichos modos de realización, el primer material líquido y el segundo material líquido tienen sustancialmente las mismas tensiones superficiales equivalentes, especialmente en el que el otro material líquido puede tener una tensión superficial diferente (especialmente menor) de dicha tensión superficial (del primer y/o segundo material)

Especialmente, se pueden dirigir múltiples chorros a un chorro principal desde diferentes direcciones o en diferentes localizaciones de impacto, por ejemplo, para aumentar a escala el procedimiento de producción. Por ejemplo, dirigir 3 corrientes de agua con gotitas de alginato a un chorro individual más espeso que consista en agua, etanol y CaCl2 puede posibilitar una producción triple de partículas de alginato reticuladas. Incluso más, múltiples chorros inmiscibles pueden posibilitar la formación de partículas con múltiples capas líquidas o sólidas, por ejemplo, por la formación de una partícula núcleo-capa que impacte sobre otro chorro de líquido de tensión superficial incluso más baja y se revista nuevamente, este procedimiento se puede repetir múltiples veces para crear múltiples capas.

Especialmente el término "chorro principal" (también) puede estar relacionado con un chorro (principal) que comprende una pluralidad de chorros, especialmente que comprende una composición cambiante en una dirección longitudinal: comenzando corriente arriba con un chorro principal que comprende un primer chorro, un segundo chorro puede entrar en contacto con el chorro principal, lo que proporciona un tercer chorro, lo que proporciona así el chorro principal para comprender el tercer material (proporcionado por el primer material de chorro y el segundo material de chorro). Luego (más corriente abajo), proporcionar otro chorro para que entre en contacto con él (chorro principal) que comprende el tercer material puede proporcionar un chorro que comprenda el cuarto material. Especialmente, dicho chorro también se puede denominar chorro principal (más corriente abajo del chorro principal que solo comprende el tercer material), etc. Por tanto, un chorro principal puede "crecer" en su dirección longitudinal. Especialmente una abertura de dispositivo puede proporcionar el origen de un chorro principal, especialmente el lado corriente abajo del chorro principal puede coincidir sustancialmente con el producto del procedimiento de formación.

En otros modos de realización, una pluralidad de segundos chorros (un segundo chorro que comprende una pluralidad de segundos chorros) que comprenden un segundo material líquido se impactan en el (mismo) punto de colisión en un primer chorro (tal como un chorro principal) que comprende un primer material líquido, en el que el primer chorro comprende un reticulante para el segundo material líquido. En dichos modos de realización, se puede proporcionar una pluralidad de fibras paralelas entre sí (cada fibra relacionada con uno (o una serie) de los segundos chorros). Especialmente al seleccionar la tensión superficial del primer material líquido más baja que la del segundo material líquido, se pueden proporcionar fibras. Especialmente en dicho modo de realización, el primer (chorro de) líquido puede funcionar como depósito (almacenamiento) que comprende un primer material líquido que comprende un material reticulante, en el que el primer material líquido puede envolver (un) segundo(s) (s) de líquido y puede solidificar el/los segundo(s) chorro(s) de líquido. Otros modos de realización comprenden un trenzado. El trenzado puede comprender, por ejemplo, hilar o retorcer los segundos chorros de líquido (solidificados), especialmente para proporcionar fibras hiladas. Especialmente los modos de realización en los que un segundo punto de contacto y, opcionalmente, cualquier otro punto de contacto coincide con un primer punto de contacto pueden comprender un trenzado.

Un incremento de la viscosidad del líquido del líquido interior y exterior (tal como el del chorro principal y de la pluralidad de chorros) puede afectar al flujo activado por Marangoni. Esta encapsulación activada por tensión superficial no siempre puede ser lo suficientemente rápida para cubrir (encapsular) una gotita para líquidos altamente viscosos. El incremento del número de chorros puede proporcionar una encapsulación donde el flujo activado por Marangoni sea insuficiente. Por tanto, en otro modo de realización, el primer y segundo material líquido comprenden un material viscoso, que tiene una viscosidad, por ejemplo, en el intervalo igual a o mayor que 10 mPa s, especialmente igual a o mayor que 100 mPa s, incluso más especialmente igual a o mayor que 1 Pas. Especialmente en dicho modo de realización, una pluralidad de (segundos) chorros (que comprenden el segundo material líquido) se pueden impactar en un punto de colisión (el mismo) en un chorro principal (que comprende el primer material líquido), que comprende especialmente un tren de gotitas.

En aún otros modos de realización, especialmente relacionadas con el procedimiento de formación combinado, la pluralidad de chorros se impacta en el chorro principal en una pluralidad de puntos de colisión distribuidos en una dirección axial del chorro principal. En otros modos de realización, la pluralidad de chorros se puede dirigir a una localización diferente en el chorro principal (puntos de colisión), especialmente en la que los puntos de colisión se posicionen en el chorro principal, especialmente no en un centro del chorro principal. El impacto de los múltiples chorros puede proporcionar un pequeño impacto en el chorro principal. Especialmente en dichos modos de realización, el impacto puede proporcionar un giro del chorro principal, lo que permite, por ejemplo, proporcionar fibras retorcidas, tales como que comprenden una forma helicoidal, tal como un tipo de ADN de forma helicoidal.

En modos de realización que comprenden una pluralidad de (segundos) chorros, se puede proporcionar un producto que comprende una pluralidad de capas (opcionalmente las mismas), por ejemplo, cuando la tensión superficial del primer material líquido es menor o igual a la tensión superficial del segundo material líquido. Especialmente los modos de realización que comprenden una pluralidad de (segundos) chorros se pueden aumentar a escala forma fácil.

En un modo de realización, el primer material líquido comprende agua con cloruro de calcio y el segundo material líquido comprende agua con etanol y alginato para proporcionar partículas que comprendan agua encapsulada por agua/etanol. En la atmósfera gaseosa las partículas solidifican cuando el cloruro de calcio migra (difunde) desde la parte interior hacia el alginato en la parte exterior, proporcionando partículas que comprenden una parte interior líquida y una parte exterior solidificada, porque el alginato solidifica al fusionarse con CaCl2.

En modos de realización, la parte interior comprende un núcleo y la parte exterior comprende una capa. Especialmente las partículas descritas en el presente documento comprenden un núcleo y una capa.

Especialmente uno o más del primer material líquido y el segundo material líquido son solidificables. La solidificación puede ser un procedimiento que lleva tiempo. Por tanto, las partículas (o partes de partículas, tal como el núcleo o la capa) solo se pueden solidificar parcialmente justo después de la colisión, mientras que después de un periodo de tiempo, la solidificación solo se puede haber completado. Especialmente, si la solidificación en la capa aún no está completa, el procedimiento de producción puede proporcionar el producto del procedimiento de formación (en vuelo) que comprende partículas que se pueden fusionar entre sí cuando se recogen en un colector o, por ejemplo, se depositan en una superficie (véase también a continuación) y entran en contacto entre sí. En modos de realización en los que las partículas se recogen en un líquido (colector), se puede proporcionar una emulsión. Por tanto, en modos de realización del procedimiento de producción, el material particulado comprende una emulsión, especialmente en la que las partículas se recogen en un líquido (de recogida). Especialmente dicho líquido no disuelve las partículas. Por tanto, en modos de realización, el producto del procedimiento de formación en vuelo comprende un material líquido, en el que el procedimiento comprende recibir dicho producto del procedimiento de formación en vuelo en una fase líquida con la que el producto del procedimiento de formación en vuelo no es miscible. En modos de realización, el elemento receptor comprende un líquido. Por ejemplo, de esta manera también se puede proporcionar una dispersión como producto (intermedio).

Por tanto, en modos de realización, el producto del procedimiento de formación comprende un material líquido y el procedimiento comprende recibir dicho producto del procedimiento de formación en una fase líquida con la que el producto del procedimiento de formación no es miscible. En otros modos de realización, el procedimiento comprende recibir dicho producto del procedimiento de formación en una fase líquida con la que el producto del procedimiento de formación es miscible. Especialmente, el procedimiento comprende recibir el producto del procedimiento y/o el (tercer) material coalescido en una fase líquida. Aún en otros modos de realización, el procedimiento comprende recibir el producto del procedimiento de formación en una fase sólida, especialmente en la que el producto del procedimiento de formación comprende un material líquido.

En modos de realización, el producto del procedimiento de formación y el tercer material coalescido son iguales. En otros modos de realización, el producto del procedimiento de formación comprende otro material coalescido, tal como un quinto material coalescido.

Sin embargo, en otros modos de realización, un material líquido comprende un primer agente activo que se puede difundir desde la parte exterior a la parte interior, y el otro material líquido comprende un segundo agente activo que se puede difundir desde la parte interior a la parte exterior, en el que se puede proporcionar una partícula que se solidifica en la parte exterior y en la parte interior. De forma alternativa o adicionalmente, el procedimiento de producción puede comprender agentes en uno o más de los materiales líquidos que pueden reaccionar bajo la influencia de radiación emitida, tal como luz, especialmente luz UV, y proporcionar radiación al material coalescido para solidificar el material. Adicionalmente o de forma alternativa, la primera y segunda fase de material líquido pueden comprender agentes enzimáticamente activos o iniciar una solidificación física (por ejemplo, por temperatura, precipitación, secado, etc.) o bien solidificación química (como fotoiniciada, complejación supramolecular, unión covalente, mediada por enzimas, etc.). Especialmente, si una reacción entre dos agentes, tal como la reacción enzimática, es una reacción lenta, puede ser ventajoso si los materiales líquidos (también) comprendan otros agentes. Especialmente, los otros agentes pueden proporcionar una (primera) solidificación e inmovilización. Especialmente en dicho sistema, la reacción anterior puede tener lugar sucesivamente en la partícula ya (parcialmente) solidificada. En modos de realización en los que la reticulación puede estar mediada por enzimas, la reticulación (y solidificación) se puede ver afectada por la actividad enzimática. Especialmente dicha actividad enzimática se puede controlar por (el control de la difusión de) cofactores esenciales, por ejemplo, peróxido de hidrógeno para peroxidasa o Ca2+en relación con el factor XIII. Por tanto, en modos de realización, la reticulación se puede controlar por un uso controlado de cofactores. En modos de realización, los cofactores se pueden difundir de forma fácil de una fase a la otra.

En aún otros modos de realización, los productos del procedimiento de formación en vuelo se hacen levitar, especialmente para extender el periodo para permitir la solidificación (antes de recibirse en un elemento receptor) o cualquier otra reacción. Especialmente se puede proporcionar levitación dirigiendo un gas en una dirección opuesta a la gravedad. La levitación también se puede proporcionar por otras fuerzas, por ejemplo, fuerzas electromagnéticas. En otros modos de realización, una distancia entre el punto de contacto y el elemento receptor se configura como ajustable. Especialmente configurando dicha distancia se puede proporcionar un (grado de) solidificación. En otros modos de realización, se proporciona (un grado de) encapsulación configurando dicha distancia. Además, dicha distancia puede proporcionar una forma del producto del procedimiento de formación. Especialmente una larga distancia entre el punto de contacto y el elemento receptor puede proporcionar un tercer (u otro) material que se rompa antes de entrar en contacto con el elemento receptor.

Especialmente, un chorro que comprende el (tercer u otro) material coalescido también puede comprender una longitud de rotura (LB). En modos de realización, la distancia entre el punto de contacto y el elemento receptor se selecciona para que sea mayor que dicha longitud de rotura. En modos de realización, dicha distancia está configurada para ser menor que dicha longitud de rotura. En otros modos de realización, dicha distancia se selecciona para que sea menor o igual que un 50 % de dicha longitud de rotura. Los últimos modos de realización, por ejemplo, pueden proporcionar fibras que comprendan una configuración recta.

En modos de realización, el producto del procedimiento de formación (en vuelo) comprende un material de núcleocapa. Especialmente dichos modos de realización se pueden combinar de forma ventajosa con modos de realización en los que el procedimiento de producción comprende recibir dicho producto (núcleo-capa) del procedimiento de formación en vuelo en una fase líquida que es un disolvente para la capa. Dicho modo de realización también se puede combinar de forma ventajosa con modos de realización en los que el procedimiento de producción comprende recibir dicho producto (núcleo-capa) del procedimiento de formación en vuelo en una fase líquida que es un disolvente para el núcleo. Especialmente las primeras combinaciones permiten la producción de material que se puede beneficiar de una inmovilización temporal (por la capa). Especialmente la última combinación de modos de realización puede permitir la producción de material poroso.

En otros modos de realización, la primera fase líquida puede comprender un primer agente activo que puede reaccionar con un segundo agente activo, en el que la segunda fase líquida comprende dicho segundo agente activo, y al menos una de las fases líquidas comprende un tercer agente activo que puede reaccionar con un cuarto agente activo comprendido en un colector o en un elemento receptor. Especialmente en dicho modo de realización, las partículas (parcialmente) solidificadas se pueden proporcionar y recoger en el colector (en el elemento receptor), en el que puede tener lugar otra reacción entre el tercer agente activo y el segundo agente activo en el colector, lo que proporciona otra red. En otros modos de realización, los primer y segundo agentes activos se pueden retirar de nuevo del material particulado, por ejemplo, disolviendo los agentes activos. Un ejemplo de dicho modo de realización es un modo de realización en el que un tren de gotitas comprende un alginato y un polímero sintético o natural conjugado con residuos de tiramina producidos en un procedimiento de producción para generar estos materiales (conocido por un experto en la técnica). (Un ejemplo de dicho material es el dextrano conjugado con tiramina). Cuando dicho tren de gotitas de alginato con dextrano-tiramina se impacta por un chorro de líquido que comprende CaCl2 para proporcionar partículas (y, por tanto, solidifica debido a la interacción alginato-CaCl2), y en el que estas partículas se recogen en un líquido que comprende un agente de reticulación para que dextranotiramina formen una red interpenetrante de alginato y dextrano-tiramina, y en el que posteriormente el alginato de las partículas se disuelve usando un quelante de calcio, se puede proporcionar material particulado que comprenda microgeles de dextrano-tiramina. Especialmente, dicho enfoque de plantilla posibilita la producción libre de aceite de micropartículas en forma compleja de hidrogeles arbitrarios. Especialmente, dicho procedimiento comprende recibir el producto del procedimiento de formación en una fase líquida con la que el producto del procedimiento de formación sea miscible, especialmente proporcionando otro producto (del procedimiento de formación). Adicionalmente, se puede usar una capa que solidifica en aire para mantener un precursor sólido distinto de forma esférica después de la recogida (es decir, una capa de núcleo que comprenda una capa formada "en aire"). Por tanto, las propiedades del receptor pueden controlar la configuración del producto del procedimiento de formación. En modos de realización, el (tercero u otro) material coalescido se recibe en un baño, especialmente en un baño que comprende un líquido receptor. Especialmente, las propiedades del líquido receptor pueden definir las propiedades de los productos finales. Por ejemplo, las propiedades pertinentes pueden ser la composición química de dicho líquido, la tensión superficial de dicho líquido, la temperatura de dicho líquido, la viscosidad de dicho líquido, etc. Especialmente las propiedades de dicho líquido pueden determinar un grado de interacción con el (tercer u otro) material coalescido recibido en dicho líquido.

Aún en otros modos de realización, la parte exterior (de las partículas o fibras de núcleo-capa (en vuelo)) inmoviliza la parte interior, en la que ni la parte exterior ni la parte interior se pueden solidificar. En modos de realización, por ejemplo, un material líquido comprende aceite (y un tensioactivo que reduce la tensión superficial) y el otro material líquido comprende agua. Especialmente dichos modos de realización pueden proporcionar material coalescido que comprenda gotitas que comprenden una parte interior acuosa y una parte exterior oleosa. De forma ventajosa, estas gotitas se pueden recoger en un líquido, especialmente en un líquido acuoso, para proporcionar una emulsión doble. Por tanto, en modos de realización, el procedimiento de producción proporciona una emulsión doble, especialmente una emulsión de agua/aceite/agua.

El procedimiento de producción y el dispositivo descritos en el presente documento pueden ser especialmente ventajosos para la generación de cuerpos tridimensionales complejos. En modos de realización, el dispositivo comprende un elemento receptor configurado para recibir un producto de un procedimiento de formación en vuelo, especialmente ejecutado con el dispositivo como se describe en el presente documento. Como se describe anteriormente, se pueden generar diferentes partículas que comprendan un núcleo solidificado y/o una capa solidificada. La solidificación puede ser completa en modos de realización cuando se recogen las partículas. En otros modos de realización, es posible que la solidificación aún no esté completa cuando se recogen las partículas. Especialmente, al configurar la distancia entre el punto de contacto y el elemento receptor se puede proporcionar un grado de solidificación. Especialmente, estas diferentes características permiten la generación de materiales con una jerarquía estructural, que se pueden realizar en diversas arquitecturas, especialmente en modos de realización que comprenden el depósito de (o la recepción) del material coalescido en un sustrato o en un molde. En modos de realización, el procedimiento de producción comprende recibir dicho producto del procedimiento de formación en vuelo en un molde. En otros modos de realización, al menos parte del producto del procedimiento de formación en vuelo se solidifica durante la propagación a un sólido o semisólido, en el que el procedimiento de producción comprende recibir dicho producto del procedimiento de formación en vuelo en un elemento receptor, especialmente un sustrato. En modos de realización, un núcleo de una partícula de núcleo-capa se puede solidificar al menos parcialmente cuando recibe la partícula sobre o en un sustrato o elemento receptor (incluyendo un molde). De forma alternativa o adicionalmente, una capa de una partícula de núcleo-capa se puede solidificar al menos parcialmente cuando recibe la partícula sobre o en un sustrato (incluyendo un molde). En otros modos de realización, el producto del procedimiento de formación está sustancialmente en una fase líquida cuando se recibe o deposita en un sustrato, y especialmente dicho producto se puede solidificar en el sustrato. Especialmente, un elemento receptor comprende un sustrato o un molde.

En modos de realización, los productos del procedimiento de formación en vuelo, especialmente las fibras, se depositan en un molde, proporcionando un material particulado que comprende una forma de un molde. En otros modos de realización, los productos se depositan en un sustrato, en el que la posición del sustrato se cambia con el tiempo para proporcionar una forma determinada del material de producto final. En otros modos de realización, se impacta una pluralidad de chorros en el mismo punto de colisión, lo que permite dirigir la tercera dirección, especialmente para proporcionar una localización de depósito determinada del producto (en el sustrato). Especialmente, al seleccionar una composición específica del primer y/o el segundo material líquido, en dichos modos de realización se pueden proporcionar partículas que comprendan una capa parcialmente solidificada que se puedan fusionar entre sí después del depósito en el sustrato o elemento receptor. Especialmente, un elemento receptor puede comprender un sustrato y/o un molde y/o un colector y/o una superficie de colector.

Por tanto, en modos de realización, el procedimiento de producción comprende depositar el material particulado en una superficie de depósito para proporcionar el producto que comprende un cuerpo tridimensional o una forma bidimensional, por ejemplo, para revestir otro material. En otros modos de realización, la superficie de depósito está dispuesta (en el tiempo) en relación con uno (o más) de los dispositivos que generan líquido, especialmente para proporcionar una forma del objeto tridimensional (o una forma bidimensional, especialmente para revestir otra superficie u otro cuerpo en 3D). En modos de realización, un sistema de posicionamiento de dispositivo está configurado para disponer el elemento receptor con respecto a uno de los dispositivos de generación de líquido para generar el cuerpo tridimensional (a partir del producto de un procedimiento de formación en vuelo, tal como un material particulado, material fibroso, gotitas, etc.). Especialmente, un elemento receptor, seleccionado del grupo que consiste en un molde y un sustrato, se mueve durante el procedimiento de formación en vuelo para imprimir en 3D un objeto impreso en 3D, para diseñar o, por ejemplo, para revestir una superficie. Aún otros modos de realización, configurados para imprimir en 3D un objeto impreso en 3D, para diseñar o revestir una superficie, comprenden además un accionador configurado para mover el elemento receptor, seleccionado del grupo que consiste en un molde y un sustrato, durante la ejecución del procedimiento de formación en vuelo. Especialmente, para depositar (o recibir) el producto de un procedimiento de formación en línea en una determinada localización, la localización se puede mover en relación con el resto del dispositivo. Por tanto, por ejemplo, también la abertura de dispositivo se puede reposicionar mientras que no se mueva el elemento receptor. En otros modos de realización, el elemento receptor, así como otras partes del dispositivo, se mueven para recibir el producto en una determinada localización. El elemento receptor se puede accionar. Se entiende además que especialmente las propiedades del elemento receptor pueden definir una configuración del objeto impreso (en 3D). La configuración, por ejemplo, se puede proporcionar por una topografía superficial del elemento receptor. En otros modos de realización, la configuración del objeto impreso se configura por una carga o la temperatura del elemento receptor. En otros modos de realización, las características adhesivas o características repulsivas de una combinación del elemento receptor y el (tercer u otro) material coalescido se seleccionan para proporcionar una configuración del producto de la formación.

Después del depósito, se puede aplicar otro procesamiento, que incluye calentamiento (incluyendo una fusión (parcial)), lavado, secado, etc.

En modos de realización, el dispositivo es un dispositivo portátil, que facilita especialmente el procedimiento de impresión en 3D. En otro modo de realización, el dispositivo es un dispositivo portátil, especialmente configurado para la impresión in situ, especialmente in vivo, de un cuerpo en 3D.

En modos de realización que comprenden el modo de gota-chorro, se proporcionan partículas que comprenden emulsiones o suspensiones densas depositadas sobre la superficie de depósito. Aquí, especialmente, se espera que el alto rendimiento de IAMF sea un beneficio clave.

Se pueden generar cuerpos con forma estable inyectables que comprendan una jerarquía estructural combinando un núcleo que se solidifique rápidamente y una capa que se solidifique lentamente. Especialmente, después del depósito, las partículas o fibras se fusionan por su capa todavía líquida, que se solidifica solo después de que se alcance una situación estacionaria en la superficie de depósito. Estos cuerpos inyectables pueden tener una microestructura bien controlada y se pueden emplear fácilmente para rellenar una cavidad. Un enfoque de este tipo es altamente pertinente para rellenar moldes o defectos, tal como defectos (focales) en el cartílago (reparaciones en el cartílago) o heridas en la piel, pero también para moldeo por inyección, por ejemplo, plásticos mezclados en aire. Además, las solidificaciones después del impacto también contribuyen, por ejemplo, al revestimiento liso. De forma alternativa, se pueden producir construcciones con una amplia gama de formas y acabados superficiales al sacar estas construcciones de un molde predefinido. Por tanto, la IAMF posibilita la producción de construcciones jerárquicas sólidas en formas virtualmente arbitrarias, similares a las técnicas de fundición existentes.

Al introducir una capa que solidifique rápidamente y usar un núcleo que no solidifique, las estructuras porosas rellenas de líquido se pueden depositar en una etapa. Los enfoques de microfluídica para fabricar dichas espumas monodispersas normalmente pueden requerir formar en primer lugar y posteriormente solidificar una estructura porosa, que es un procedimiento muy poco trivial y relativamente lento. Por el contrario, la IAMF permite el depósito de alto rendimiento de cada poro en una forma predefinida. Por lo tanto, la IAMF puede contribuir a estudiar la elasticidad y el fallo de estas espumas sólidas, rellenas de fluido y de celda cerrada, que tienen una geometría similar a las frutas y verduras. En general, las espumas sólidas rellenas de fluido recapitulan la estructura de los materiales naturales. También la matriz extracelular de tejido animal natural.

Finalmente y lo más importante, la impresión (depósito) en una etapa de estructuras sólidas e independientes jerárquicas se puede lograr combinando una capa que se solidifica rápidamente y un núcleo que se solidifica lentamente. En dichos modos de realización, la capa de las partículas ya se solidifica parcialmente en aire y, por lo tanto, mantiene su forma tras depositarse en la superficie, para constituir un cuerpo en 3D. Especialmente, la impresión en una etapa puede comprender una pluralidad de (segundos) chorros que se dirigen a una localización para depositar un producto. Especialmente la impresión en una etapa puede comprender una pluralidad de puntos de contacto (especialmente puntos de colisión) que coinciden al dirigirse a una localización para depositar un producto. En modos de realización, el procedimiento de formación comprende una impresión en una etapa. Especialmente en dichos modos de realización, el producto del procedimiento de formación se deposita sobre una fase sólida, especialmente un material sólido, tal como un plato, o en una taza o recipiente, una mesa (de un aparato), o cualquier otro tipo de elemento receptor.

En modos de realización del procedimiento y dispositivo, especialmente se pueden integrar además múltiples chorros en los procedimientos y dispositivos basados en gotitas y/o chorros del estado de la técnica. Por ejemplo, se puede configurar un chorro de líquido en FACS o impresión por chorro de tinta para proporcionar un dispositivo compatible con IAMF. Los modos de realización del dispositivo y el procedimiento se pueden usar (además) en una o más de las aplicaciones seleccionadas del grupo que consiste en la pulverización celular en procedimientos endoscópicos, aplicaciones de pesticidas, aplicaciones de revestimiento por pulverización, producción (comercial) de partículas de núcleo-capa libres de aceite, impresión rápida de materiales de múltiples componentes en 3D o materiales con morfologías jerárquicas (tales como tejidos biológicos), la producción (comercial) de espumas monodispersas y producción de emulsiones líquido/líquido o sólido/líquido en los alimentos (tales como mayonesa o leche), cosméticos (crema, champú) y productos farmacéuticos, especialmente relacionados con un control mejorado del tamaño de las gotitas o partículas y un control opcional de la forma de las partículas.

Breve descripción de los dibujos

Ahora se describirán modos de realización de la invención, solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos en los que los símbolos de referencia correspondientes indican partes correspondientes y en los que: la fig. 1 representa esquemáticamente un modo de realización del dispositivo; la fig. 2 representa esquemáticamente un aspecto del procedimiento; la fig. 3 representa esquemáticamente algunos productos que se pueden proporcionar con el procedimiento y el dispositivo; las figs. 4-9 describen esquemáticamente algunos otros aspectos del procedimiento y el dispositivo. Los dibujos esquemáticos no están necesariamente a escala.

Descripción detallada de los modos de realización

El procedimiento de producción y el dispositivo de la invención se explican con referencia a la fig. 1 y la fig. 8. La fig. 1 representa esquemáticamente un modo de realización del dispositivo 1 ("aparato") para un procedimiento de producción que comprende un procedimiento de formación en vuelo. La fig. 8 representa esquemáticamente un modo de realización que comprende un contacto indirecto. Para el procedimiento de formación, estos modos de realización se pueden combinar, véanse, por ejemplo, las figs. 6. El procedimiento de formación de la invención comprende poner en contacto un primer material líquido 19 y un segundo material líquido 29 entre sí en un punto de contacto 180 en una atmósfera de gas 5, en el que el punto de contacto 180 al menos uno del primer material líquido 19 y el segundo material líquido 29 se proporciona como un chorro de líquido que se propaga en una dirección, para proporcionar en el punto de contacto 180 un tercer material 39 coalescido que se propaga en una tercera dirección 36. El tercer material 39 coalescido proporciona especialmente un tercer chorro de líquido 30. Por tanto, especialmente el primer chorro de líquido 10 y el segundo chorro de líquido 20 no atomizan, ni proporcionan una niebla o una pantalla que comprenda el tercer material 39. Especialmente, el primer chorro de líquido 10 y el segundo chorro de líquido 20 proporcionan otro chorro, el tercer chorro de líquido 30, cuando colisionan. Especialmente, el primer material líquido y el segundo material líquido no rebotan en el punto de colisión 80.

Como se muestra esquemáticamente en la fig. 1, se produce un producto 1000 en la atmósfera gaseosa 5. El dispositivo 1 comprende un primer recipiente de líquido 120 que comprende un primer líquido de dispositivo 110, que comprende un primer material líquido de dispositivo 111 y un segundo recipiente de líquido 220 que comprende un segundo líquido de dispositivo 210 que comprende un segundo material líquido de dispositivo 211. En el modo de realización dado, un primer chorro de líquido de dispositivo 10 se proporciona por un primer transportador de líquido 150 configurado para transportar el primer líquido de dispositivo 110 desde el primer recipiente de líquido 120 a un primer dispositivo que proporciona líquido 100 y a través de una primera abertura de dispositivo 101 en el primer dispositivo que proporciona líquido 100. Un segundo chorro de líquido de dispositivo 20 se proporciona por un segundo transportador de líquido 250 configurado para transportar el segundo líquido de dispositivo 210 desde el segundo recipiente de líquido 220 al segundo dispositivo que proporciona líquido 200 y a través de una segunda abertura de dispositivo 201 en el segundo dispositivo que proporciona líquido 200. En otros modos de realización, solo uno de los materiales líquidos (de dispositivo) se proporciona como un chorro. El primer dispositivo que proporciona líquido 100 y el segundo dispositivo que proporciona líquido 200 están especialmente dispuestos para permitir que el primer material líquido de dispositivo 111 y el segundo material de dispositivo de líquido 211 entren en contacto entre sí en el punto de contacto 180. Especialmente, la primera abertura de dispositivo 101 y la segunda abertura de dispositivo 201 están dirigidas al punto de contacto 180 que comprende un punto de colisión (virtual) 80. En el modo de realización representado, la primera abertura de dispositivo 101 y la segunda abertura de dispositivo 201 están dirigidas al (primer) punto de colisión (virtual) 80, en la línea de visión de ambas aberturas de dispositivo 101,201, en la que las aberturas de dispositivo 101, 201 y el (primer) punto de colisión (virtual) 80 define un ángulo (0) mayor que 0° y especialmente igual a o menor que 45°. En el modo de realización representado, el punto de contacto 180 está alejado de las aberturas de dispositivo 101, 201. Aún en otros modos de realización, que comprenden un procedimiento de formación por contacto indirecto (véase la fig.

8), el punto de contacto 180 está configurado sustancialmente en una de las aberturas de dispositivo 101, 201. Se observa que un punto de contacto o un punto de colisión 80 puede que no sea un punto unidimensional distinto. Un punto de contacto 180 y un punto de colisión 80 como se describe en el presente documento pueden comprender un pequeño volumen V en el que los materiales líquidos/chorros entren en contacto entre sí. Un punto de contacto virtual puede ser un punto unidimensional distinto. Sin embargo, si el material líquido "llega" a dicho punto distinto, un pequeño volumen estará comprendido por los materiales líquidos en contacto entre sí. Un volumen V de este tipo está representado esquemáticamente y de forma exagerada en las figs. 6.

Una o más de las aberturas de dispositivo puede ser una abertura de dispositivo coaxial, que se puede usar para proporcionar un chorro coaxial de dos fluidos, especialmente dos fluidos diferentes, de los que al menos un fluido es un líquido.

El chorro de líquido de dispositivo 10 comprende un chorro intacto e ininterrumpido 13. Los chorros de líquido de dispositivo 10, 20 también pueden comprender un chorro 11 modulado, representado esquemáticamente por el segundo chorro de líquido de dispositivo 20. Los chorros de líquido se pueden romper especialmente después de una determinada longitud de rotura LB de chorro. Un chorro 11 modulado se puede romper de forma más fácil. Para facilitar la ruptura, el dispositivo 1 puede comprender uno o más accionadores (moduladores) 50 configurados para proporcionar uno o más de un primer chorro de líquido de dispositivo 10 y un segundo chorro de líquido de dispositivo 20 modulados. El accionador 50 comprende un elemento 51 configurado para vibrar, también denominado en el presente documento "elemento vibrador" 51. En el modo de realización representado en la fig.

1, el dispositivo 1 comprende un accionador (modulador) 50 que proporciona una modulación del segundo chorro de líquido de dispositivo 20, como se puede observar desde una anchura variable Wj en una dirección perpendicular a la dirección de chorro 15, 26 respectiva. El chorro modulado 11 se rompe a la longitud de rotura LB. En el modo de realización representado, esta longitud de rotura LB es más corta que la longitud L del chorro en el (primer) punto de colisión (virtual) 80, es decir, la distancia L desde la abertura de dispositivo 201 respectiva al punto de colisión virtual 80. Especialmente, para un tercer chorro 30, la longitud L del chorro se puede definir como la distancia entre el (primer) punto de contacto 80 hasta el extremo del chorro 30, estando el segundo punto de contacto 185 (véase a continuación) en el modo de realización representado. En otros modos de realización, el tercer material 39 coalescido se recibe directamente por un elemento receptor 90 y la longitud L del tercer chorro se puede definir por la distancia entre el punto de contacto 80 y el elemento receptor 90. Especialmente, en dicho modo de realización, el chorro de líquido de dispositivo 20 respectivo comprende gotitas (es decir, un tren de gotitas 12) en la localización 80 de impacto (el (primer) punto de colisión 80) con el primer chorro de líquido de dispositivo 10. Los dispositivos que proporcionan líquido 100, 200 en el presente modo de realización se pueden configurar para controlar la posición 102 de la primera abertura de dispositivo 101 y/o la posición 202 de la segunda abertura de dispositivo 201 para controlar (la localización de) el punto de colisión 80 con respecto a las posiciones 102, 202 de las respectivas aberturas de dispositivo 101, 201. De esta manera, se puede configurar el ángulo 0 entre el primer chorro de líquido de dispositivo 10 y el segundo chorro de líquido de dispositivo 20. De esta forma también se puede configurar la proporción LB/L. Entre diferentes modos de realización en los que L < LB, la forma del producto producido con el dispositivo 1 puede variar en gran medida. En modos de realización en los que L<< L < LB, se puede proporcionar un producto 1000 que tenga una forma que comprende una serie de formas de gotitas redondas interconectadas (comparables a un collar de perlas), véase, por ejemplo, la fig. 4. En estos modos de realización, el dispositivo 1 especialmente está configurado para proporcionar uno o más de dicho primer chorro de líquido de dispositivo 10 y segundo chorro de líquido de dispositivo 20 modulados con el chorro 11 respectivo que se rompe en subunidades después de una longitud de rotura LB determinada a partir de la abertura de dispositivo 101, 201 respectiva, en el que la longitud de rotura LB es más corta que L. Especialmente el dispositivo 1 puede comprender uno o más accionadores 70 configurados para controlar una o más de la posición 102 de la primera abertura de dispositivo 101 y la posición 202 de la segunda abertura de dispositivo 201.

En modos de realización del dispositivo 1, tal como el que se representa en la fig. 1, el dispositivo comprende además un cuarto recipiente de líquido 420 configurado para contener un cuarto líquido de dispositivo 410 que comprende un cuarto material líquido de dispositivo 411, en conexión fluida con un cuarto dispositivo que proporciona líquido 400 que comprende una cuarta abertura de dispositivo 401, un cuarto transportador de líquido 450 configurado para transportar el cuarto líquido de dispositivo 410 desde el cuarto recipiente de líquido 420 al cuarto dispositivo que proporciona líquido 400 y a través de la cuarta abertura de dispositivo 401 para proporcionar un cuarto chorro de líquido de dispositivo 40. Esta cuarta abertura de dispositivo 401 está dirigida a un segundo punto de colisión virtual 85 corriente abajo del primer punto de colisión virtual 80. Al proporcionar el cuarto chorro de líquido de dispositivo 40, este chorro de líquido 40 puede colisionar además con el producto, es decir, el tercer material 39, en el tercer chorro 30 en la tercera dirección 36, proporcionado por la colisión del primer chorro de líquido de dispositivo 10 y el segundo chorro de líquido de dispositivo 20. Especialmente dos procedimientos de formación en vuelo se configuran en serie. En el modo de realización representado, el producto 1000 del/de los procedimiento(s) en vuelo (en serie) se recibe en un elemento receptor 90, tal como un sustrato, un molde, o en otros modos de realización, un baño que comprende un líquido. En otros modos de realización que comprenden solo dos chorros de dispositivo de líquido 10, 20, el elemento receptor 90 puede estar dispuesto en una localización diferente. Especialmente, el dispositivo 1 puede comprender un accionador 60 configurado para mover el elemento receptor 90 (directa o indirectamente) en relación con el resto del dispositivo 1 (por razones de claridad, solo se muestra esquemáticamente en conexión con el elemento receptor 90, sin embargo, el accionador 60 también puede conectarse al resto del dispositivo 1). Por tanto, el resto del dispositivo y/o el elemento receptor 90 se pueden mover para proporcionar el producto 1000 en una determinada posición, por ejemplo, para proporcionar formas de producto en 2D o 3D. El elemento receptor 90 también se puede mover para controlar una distancia entre el/los punto(s) de contacto 180, 185, especialmente el segundo punto de contacto 185 para el modo de realización representado. Especialmente al controlar dicha distancia se puede configurar un tiempo de procedimiento del procedimiento de formación. Especialmente al seleccionar dicha distancia, se puede proporcionar una determinada configuración del producto 1000. Por ejemplo, se puede proporcionar un grado de solidificación. Especialmente, el elemento receptor 90 está configurado sobre una mesa 91.

Con referencia a la misma fig. 1, se puede explicar el procedimiento de producción que comprende un procedimiento de formación en vuelo. Como ya se observa en el sumario de la invención, se usan los términos "primero", "segundo", "tercero" y similares en la descripción y en las reivindicaciones para distinguir entre elementos similares y no necesariamente para describir un orden secuencial o cronológico.

Por ejemplo, en relación con la parte superior de la figura, el primer dispositivo que proporciona líquido 100 del dispositivo 1 puede comprender el primer material líquido 19 o el segundo material líquido 29. El segundo dispositivo que proporciona líquido 200 puede comprender, por ejemplo, el primer material líquido 19 si el primer dispositivo que proporciona líquido 100 comprende el segundo material líquido 29. De forma análoga, también el primer chorro de dispositivo de líquido 20 puede ser el primer chorro de líquido, pero, de forma alternativa, el primer chorro 20 de dispositivo de líquido puede ser el segundo chorro de líquido, y viceversa. Especialmente en estas configuraciones, el primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido colisionan en el punto de colisión 80, y el ángulo entre la dirección del primer líquido y el segundo líquido es el ángulo 0. Sin embargo, la figura también representa el procedimiento que se refiere a otros chorros (de dispositivo), material de chorro, etc.

Por ejemplo, el primer chorro de líquido también puede comprender el tercer chorro 30 y el segundo chorro de líquido puede ser el cuarto chorro de líquido de dispositivo 40, en el que el primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido colisionan en el (segundo) punto de colisión (virtual) 85, y en el que el ángulo mutuo entre la dirección del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido es el ángulo 0".

Para mayor claridad, en el modo de realización representado, el primer chorro de líquido es el primer chorro de líquido de dispositivo 10, que comprende el primer material líquido 19, y el segundo chorro de líquido 20 es el segundo chorro de líquido de dispositivo, que comprende el segundo material líquido 29. Por tanto, también se puede hacer referencia al primer chorro de líquido por el número de referencia 10, y al segundo chorro de líquido se hace referencia por el número de referencia 20. Además, esta elección implica que el ángulo mutuo entre la primera dirección de chorro y la segunda dirección de chorro sea igual al ángulo 0 definido por las primeras y segundas aberturas de dispositivo 101, 201 y el punto de colisión virtual 80. Por tanto, también se hace referencia a este ángulo por el signo de referencia 0.

El procedimiento de formación de la invención comprende poner en contacto un primer material líquido 19 y un segundo material líquido 29 entre sí en un punto de contacto 180 en una atmósfera de gas 5. Especialmente, en el punto de contacto 180 al menos uno del primer material líquido 19 y el segundo material líquido 29 se proporciona como un chorro de líquido que se propaga en una dirección para proporcionar un tercer material 39 coalescido en el punto de contacto 180, que se propaga especialmente en una tercera dirección 36.

Especialmente, el procedimiento de formación en vuelo de la invención comprende proporcionar en una atmósfera de gas 5 un primer chorro de líquido 10 dirigido con una primera dirección de chorro 16 a un (primer) punto de colisión (virtual) 80 en dicha atmósfera de gas 5, en el que el primer chorro de líquido comprende un primer material líquido 19 y un segundo chorro de líquido 20 dirigido con una segunda dirección de chorro 26 al punto de colisión 80, en el que el segundo chorro de líquido 20 comprende un segundo material líquido 29 para proporcionar un tercer material 39 (coalescido) en el punto de colisión 80 que se propaga en una tercera dirección 36; en el que la primera dirección de chorro 16 del primer chorro de líquido 10 y la segunda dirección de chorro 26 del segundo chorro de líquido 20 tienen un ángulo mutuo 0. Especialmente este ángulo 0 es mayor que 0° e igual a o menor que 45°.

Especialmente, el procedimiento (de producción) comprende proporcionar al menos uno del primer chorro de líquido 10 y segundo chorro de líquido 20 como un chorro de líquido ininterrumpido 13 en dicho punto de colisión, véase la fig. 1. En un modo de chorro-chorro (no mostrado), también el otro chorro de líquido 10, 20 se proporciona como un chorro de líquido ininterrumpido 13 en el punto de colisión 80. En un modo de gota-chorro como se muestra en la fig. 1, uno de los chorros de líquido 10, 20 comprende un tren de gotitas 12 en la localización de impacto 80. Especialmente, el procedimiento de producción puede comprender modular uno del primer líquido 10 y el segundo chorro de líquido 20 para proporcionar uno de estos chorros como chorro de líquido 12 interrumpido en dicho punto de colisión 80. Especialmente, modular un chorro de líquido puede comprender proporcionar una vibración a ese chorro. En un modo de gota-gota (tampoco se muestra) ambos chorros de líquido 10, 20 comprenden un tren de gotitas 12 en el punto de colisión 80.

Especialmente, el primer material líquido 19 y el segundo material líquido 29 pueden reaccionar entre sí, por ejemplo, física, química o biológicamente, por ejemplo, cuajándose entre sí, reaccionando entre sí, una reacción enzimática, etc.

La fig. 1 representa esquemáticamente un modo de realización del procedimiento de producción, en el que el procedimiento de formación en vuelo comprende un procedimiento de formación en vuelo combinado, como se explicará a continuación, en referencia a la fig. 6.

Especialmente, el procedimiento comprende un impacto entre un primer material líquido 19 y un segundo material líquido 29 que tienen una diferencia de tensión superficial. Especialmente, la proporción de las diferentes tensiones superficiales es de al menos 1,05 y no más de 7. En el punto de colisión 80, el primer material líquido 19 y el segundo material líquido 29 pueden colalescer debido a esta diferencia de tensión superficial, en el que el material líquido con la tensión superficial más baja puede encapsular al otro material de material líquido, véase la fig. 2, que muestra esquemáticamente de izquierda a derecha un esquema de mecanismos de impacto, encapsulación y solidificación. Aquí, el primer material líquido 19 encapsula al segundo material líquido 29. Después de la solidificación (parcialmente), se puede proporcionar un producto 1000 de forma redonda, especialmente una partícula 1000, que comprende un núcleo 1001 y una capa 1002. La solidificación puede ser un procedimiento controlado en el tiempo como se muestra por un núcleo parcialmente solidificado que tiene inicialmente un espesor de solidificación de 8 s, mientras que finalmente se solidifica el núcleo completo. De forma alternativa o adicionalmente, en otros modos de realización, la capa se puede solidificar. Como se explica anteriormente, el grado de solidificación se puede controlar, por ejemplo, ajustando la distancia entre el punto de contacto 180 y el elemento receptor 90.

En las fig. 3 y 4, se representan algunos ejemplos de posibles productos del procedimiento. En la fig. 3 se representan diversos productos 1000 con complejidad (de arriba a abajo) añadida. Estos productos 1000, también denominados "unidades base" 1050, se pueden producir comúnmente usando diferentes modos de realización del procedimiento. En la parte superior se muestran unidades monofásicas simples. En el centro se muestran las unidades "de dos caras", que se refieren a una fibra o partícula de dos lados. Las fibras de dos caras pueden tener más de dos materiales que estén "apilados" de modo que todos tengan una cara en la superficie. En la parte inferior, se muestran unidades de "núcleo-capa" que pueden estar presentes en cuatro posibles configuraciones de fase: (a) emulsiones dobles que comprenden un núcleo líquido y una capa líquida; (b) partículas de núcleocapa que comprenden un núcleo líquido con una capa sólida; (c) partículas de núcleo-capa que comprenden un núcleo sólido y una capa sólida, y (d) que comprenden un núcleo sólido con una capa líquida. Especialmente uno o más del primer material líquido 19 y segundo material líquido 29 pueden comprender un solidificante, tal como un reticulante para el otro material líquido 19, 29 para proporcionar estas posibles configuraciones de fase. Adicionalmente o de forma alternativa, uno o más del primer material líquido 19 y el segundo material líquido 29 son solidificables. En modos de realización, los productos 1000 se reciben en una fase líquida que es un disolvente para la capa y/o el núcleo, lo que permite especialmente producir productos sin capa (que solo comprenden un núcleo) o partículas porosas (que solo comprenden una capa). Especialmente las formas de los productos 1000 se pueden controlar, entre otras cosas, por la localización del/de los punto(s) de colisión 80, 85 (proporcionando, por ejemplo, el modo de chorro-chorro, gota-chorro o gota-gota), la velocidad de los diferentes chorros en los punto(s) de colisión 80, 85 y las propiedades del material líquido 10, 20, 30, ... En las figs. 4a-4c, se muestra el efecto de la proporción L/LB, en el que uno de los dos chorros de líquido 10, 20 diferentes está modulado. Los tres productos en la parte superior (figs. 4A, 4B y 4C) se proporcionan con L/LB creciente. De izquierda a derecha para L<< 0,9 y L~LB respectivamente (en la que L es tan solo más pequeña que LB). La fig. 4c muestra un producto 1000 con forma de collar de perlas. Otro incremento de L/LB dará como resultado un modo de gota-chorro, lo que proporciona, por ejemplo, los productos mostrados en la parte inferior en las figs. 4d y 4e. Estas dos imágenes en la parte inferior muestran el efecto de la diferencia de la velocidad del líquido del primer chorro de líquido 10 y el segundo chorro de líquido 20, en el que el procedimiento comprende el modo de gota-chorro. Incrementar especialmente de la diferencia de velocidad puede proporcionar gotitas alargadas en el punto de colisión 80, lo que proporciona los productos 1000 alargados (compárese la fig. 4e con la fig. 4d).

En la fig. 5 se muestra una imagen de un cuerpo en 3D 1100 producido por el dispositivo descrito en el presente documento (véase también la sección experimental). El cuerpo en 3D 1100 se proporciona por un modo de realización del procedimiento de producción que comprende recibir el producto 1000 del procedimiento de formación en vuelo en un molde. Especialmente, un núcleo que solidifica rápidamente y una capa líquida posibilitan la inyección de estructuras (parcialmente) sólidas. En el lado izquierdo (fig. 5a) se muestra el cuerpo 1100 después de su liberación del molde. En el medio (fig. 5b), la imagen ampliada muestra que las fibras que contienen células 1200 se recogen principalmente lejos del borde del cuerpo 1200. La imagen en detalle a la derecha (fig. 5c) muestra que una matriz exterior 1150 contiene las fibras 1200, que, a su vez, contienen las células 1250.

En las figs. 6 se representan esquemáticamente algunos modos de realización que comprenden el procedimiento de formación en vuelo en serie. En otros modos de realización, al menos un procedimiento de formación en vuelo y al menos un procedimiento de formación por contacto indirecto se pueden disponer en serie. En la fig. 6b, se muestra un modo de realización relacionado con un procedimiento de formación (en vuelo) combinado. En la fig.

6a, se representa un procedimiento de producción, en el que uno o más del primer chorro de líquido 10 y el segundo chorro de líquido 20 son el producto de otro procedimiento de formación, aquí un procedimiento de formación en vuelo. En otros modos de realización ventajosos, estos modos de realización se pueden combinar. En aún otros modos de realización, uno o más del primer chorro de líquido 10 y el segundo chorro de líquido 20 es el producto de un procedimiento de formación por contacto indirecto. En el modo de realización de la fig. 6a, el primer chorro de líquido 10 colisiona con un segundo chorro de líquido 20. Este segundo chorro de líquido 20 comprende esencialmente un tercer material (coalescido) 39', proporcionado por otro primer chorro de líquido 10' y otro segundo chorro de líquido 20', de otro procedimiento de formación en vuelo (precedente). En modos de realización, el ángulo © entre la primera dirección de chorro 16 y la segunda dirección de chorro 26 se puede controlar. También se puede controlar el ángulo ©' entre la dirección del otro primer chorro de líquido 10' y el otro segundo chorro de líquido 20'. Los ángulos ©, ©' pueden diferir entre sí. Especialmente, el modo de realización muestra ambos procedimientos de formación en vuelo en modo chorro-chorro. En otros modos de realización, se pueden usar otros modos.

El modo de realización relacionado con un procedimiento de formación combinado, la fig. 6b representa un procedimiento de formación en vuelo combinado, que comprende un cuarto chorro de líquido (de dispositivo) 40 dirigido con una cuarta dirección de chorro 46 a un segundo punto de contacto 185 que comprende un segundo punto de colisión 85 en dicha atmósfera de gas 5 con el tercer material 39, en el que el cuarto chorro de líquido 40 comprende un cuarto material líquido 49. Después de la colisión del tercer material 39 y el cuarto chorro de líquido 40 en el segundo punto de colisión 85, el tercer material 39 y el cuarto material líquido 49 se pueden combinar, especialmente coalescer para proporcionar un quinto material (coalescido) 59 en el segundo punto de colisión 85 que se propaga en una quinta dirección 56, en el que la tercera dirección 36 del tercer chorro 30 y la cuarta dirección de chorro 46 tienen un ángulo mutuo ©" mayor que 0° y especialmente igual a o menor que 45°. En la figura también se representa esquemáticamente una longitud del tercer chorro 30 y una longitud de rotura LB del tercer chorro de líquido 30. Especialmente, el tercer chorro 30 también se puede caracterizar como un chorro 11 modulado, que muestra una anchura variable Wj en una dirección perpendicular a la dirección de chorro 36. En otros modos de realización (que también comprenden un procedimiento de formación por contacto indirecto), el tercer material 39 se puede dirigir a una cara de otro dispositivo de líquido que proporciona el cuarto chorro de líquido 49 a través de una abertura de dicho otro dispositivo de líquido, y entrar en contacto con ese chorro 49 en el segundo punto de contacto 185 para proporcionar el quinto material 59 en ese segundo punto de contacto 185. Especialmente en el que dicho segundo punto de contacto está configurado en la abertura de dicho otro dispositivo de líquido, o corriente abajo (con respecto al chorro 49) del mismo. En el modo de realización representado en la fig. 6b, el primer dispositivo que proporciona líquido 100 que proporciona el primer chorro de líquido 10 y/o el segundo dispositivo que proporciona líquido 200 que proporciona el segundo chorro de líquido 20 puede comprender un accionador (modulador) 50. En el modo de realización representado, por ejemplo, el segundo dispositivo que proporciona líquido 200 comprende un elemento 51 configurado para vibrar. Se observa que también en dicho modo de realización el segundo chorro de líquido 20 no tiene que ser un chorro interrumpido en el (primer) punto de colisión 80, y todavía puede comprender un chorro ininterrumpido. Además, especialmente el segundo chorro de líquido 20 puede comprender un chorro de líquido modulado, proporcionado por el accionador (modulador) 50/elemento vibrador 51 en el segundo dispositivo que proporciona líquido 200, en el punto de colisión 80, y especialmente el tercer chorro de líquido 30 se puede romper debido al accionamiento del segundo chorro de líquido 20. Por tanto, accionar uno de los chorros de líquido que colisionan, tal como el primer chorro de líquido 10 y/o el segundo chorro de líquido 20, puede proporcionar una ruptura del chorro de líquido formado (coalescido), especialmente el tercer chorro de líquido 30.

En aún otros modos de realización, el primer punto de contacto 180 y el segundo punto de contacto 185 coinciden, especialmente el primer punto de colisión 80 y el segundo punto de colisión 85 pueden coincidir. Dichos modos de realización pueden, por ejemplo, proporcionar el tercer material 39 que comprende fibras paralelas. En modos de realización, las fibras paralelas pueden estar retorcidas. Especialmente, los modos de realización de la invención también comprenden un trenzado.

En otros modos de realización, el procedimiento de producción comprende trenzar al menos uno de los materiales 19, 29, 39, 49 (especialmente, el primer material líquido 19, el segundo material líquido 29, el tercer material 39 y el cuarto material 49) alrededor de al menos otro de los materiales 19, 29, 39, 49.

En la fig. 7 se representa el resultado de un experimento que muestra curvas de distribución de tamaño, en el que la fracción P en el eje y como una función del tamaño (diámetro) en el eje x de las gotitas en una gotita que comprende el tercer material 39 proporcionado por un modo de gota-chorro como una función del tamaño de la abertura 101, 201 de los dispositivos que proporcionan líquido 100, 200. También se representa el efecto de la modulación del chorro que proporciona el tren de gotas. En el experimento, el tamaño de las aberturas 101, 102 se fija en 20, 50, 100 y 250 nm, lo que da como resultado las curvas de distribución que se muestran con diferentes estilos de línea respectivamente desde el lado izquierdo al derecho (curvas divididas con puntos, fraccionadas, intactas y punteadas). En la abertura de 100 nm también se cambia la modulación cambiando la frecuencia de accionamiento. El incremento de la frecuencia dio como resultado una distribución de tamaño más homogénea y una disminución en el tamaño de gotita, como se ilustra por el cambio en las curvas intactas hacia un menor tamaño de gotita y una menor distribución.

En la fig. 8, se representa esquemáticamente un modo de realización del dispositivo 1 (y el procedimiento de formación, especialmente el procedimiento de formación por contacto indirecto), que muestra un primer chorro de líquido de dispositivo 10 (proporcionado por el primer dispositivo que proporciona líquido 100) que proporciona un primer material líquido de dispositivo 111, especialmente un primer líquido del dispositivo 19, a la segunda cara de dispositivo 205 en una posición por encima de la segunda abertura de dispositivo 201. El primer líquido de dispositivo 110 humedece la segunda cara de dispositivo 205 y se puede acumular temporalmente en la segunda cara de dispositivo 205, dependiendo, por ejemplo, de las propiedades del material de la segunda cara de dispositivo 205 en relación con las propiedades del primer material líquido 19. La superficie de la cara 205, por ejemplo, puede comprender propiedades hidrófilas. En otros modos de realización, la segunda superficie de dispositivo 205 puede comprender propiedades hidrófobas. La segunda abertura de dispositivo 201 proporciona un segundo chorro de líquido de dispositivo (no mostrado, puesto que la longitud del chorro es sustancialmente cero) que comprende un segundo material líquido 29 que, cuando entra en contacto con el primer material líquido 19 en el punto de contacto 180, se puede arrastrar a lo largo del primer material líquido 19 para proporcionar el tercer chorro 30 que comprende el tercer material 39 coalescido. Especialmente, el punto de contacto 180 está configurado en la segunda abertura de dispositivo 201. En otros modos de realización (no representados), la primera abertura de dispositivo de líquido 101 está configurada en contacto físico con la segunda cara de dispositivo 205. La figura especialmente representa esquemáticamente un modo de chorro-boquilla, en el que un primer chorro 10 impacta con una boquilla, especialmente una segunda cara de dispositivo 205. En otros modos de realización, la abertura 101 de la primera boquilla puede entrar en contacto físicamente con la segunda cara de dispositivo 205. Especialmente los últimos modos de realización se refieren a un modo boquilla-boquilla

La fig. 9 representa esquemáticamente un modo de realización que comprende una pluralidad de segundos chorros de líquido 20 dirigidos al punto de colisión 80 mutuo que comprende el punto de contacto 180. En el modo de realización representado, el ángulo © definido por la primera abertura de dispositivo 100 y la segunda abertura de dispositivo 201 respectiva es similar. En otros modos de realización, estos ángulos © pueden diferir entre sí. Especialmente, tener segundos chorros de líquido 20 adicionales puede facilitar el aumento a escala del procedimiento. También puede permitir controlar la tercera dirección 36 del tercer chorro 30, por ejemplo, permitiendo dirigir la localización para depositar el tercer material 39 en un elemento receptor 90, especialmente para configurar el producto 1000 del procedimiento de formación. La dirección, por ejemplo, se puede controlar cambiando los ángulos © de los segundos dispositivos 200 respectivos. La dirección también se puede controlar cambiando el flujo de los segundos chorros de líquido 20 respectivos. Especialmente, dichos modos de realización también pueden proporcionar fibras. Especialmente al girar, por ejemplo, uno o más del elemento receptor 90 y el dispositivo que proporciona líquido 100, 200, las fibras se pueden girar y/o retorcer, en el que el procedimiento comprende especialmente el trenzado. Además, en modos de realización que comprenden más de dos chorros que colisionan, uno o más de los chorros se puede modular, especialmente uno o más de los dispositivos que proporcionan líquido 100, 200 puede comprender un accionador modulador 50.

EXPERIMENTAL

Se describen experimentos en los que un primer chorro de líquido y un segundo chorro de líquido colisionan en un (primer) punto de colisión.

Preparación y funcionamiento del dispositivo: se eyectaron chorros de líquido desde las puntas de boquilla de diámetros especificados. La punta de boquilla consistió en un tubo de sílice fundida de 461 mm de largo (Idex Health&Science, Bristol, CT, EE. UU.) con un diámetro exterior de 360 mm y diámetros interiores de 20 mm, 50 mm, 100 um, 150 mm o 250 mm. Estas puntas se cortaron con un cortador capilar Shortix (SGT, Singapur) y se pegaron en tubos de PEEK (Idex H&S) con un diámetro interior de 0,5 mm y un diámetro exterior de 1/16", usando un adhesivo epoxi de fraguado rápido (RS 850-956, RS components Ltd., Corby, Reino Unido). El tubo de PEEK se pegó y sujetó al accionador (modulador) usando una cinta de dos caras (3M) y componentes ópticos estándar (Thorlabs, Newton, NJ, EE. UU.), respectivamente. Para el accionamiento se usó un elemento piezoeléctrico, al que se aplicó una onda sinusoidal de alto voltaje (150 V). Para diversos tamaños de boquilla y caudales, se supervisó la ruptura de chorro en gotitas usando una configuración de visualización estroboscópica. Este enfoque posibilitó ajustar la frecuencia de accionamiento para una ruptura de chorro estable. A menos que se especifique de otro modo, se aplicaron velocidades de flujo de 1.360,23 la velocidad de flujo mínima (por debajo de la que se produce el goteo en lugar de chorro). Se observa que, a la velocidad de flujo mínima, un número de Weber de líquido We1 puede ser igual a 1. El número de Weber de líquido, We1 se define como p1V2D/a1, siendo p l, V, a l la densidad, la velocidad y la tensión superficial del líquido respectivamente, y siendo D el diámetro del chorro o de una gotita en el chorro.

Se descubrió que estas velocidades proporcionaban la ruptura de chorro más estable al tiempo mientras que todavía permitían un procesamiento en aire bien controlado. Ambas boquillas (como se requiere para los dos chorros o trenes de gotitas) eran del mismo diámetro y funcionaban a la misma velocidad a menos que se especifique de otro modo. La posición respectiva de las boquillas se controló montando una de las boquillas en una plataforma en 3D con precisión de 1 mm (Thorlabs). En el dispositivo portátil, se usó un tornillo para desviar la punta de boquilla. El giro de este tornillo (diámetro M4) permitió dirigir con precisión los dos chorros de líquido, lo que posibilitó su coalescencia en aire. Para controlar el caudal se usaron una bomba de jeringa estándar (tipo PhD 2000, Harvard Apparatus, Holliston, MA, EE. UU.) y jeringas de plástico (5 ml o 10 ml, jeringa de Luer, BD, Franklin Lakes, NJ, e E. UU.). Se usaron una bomba de jeringa de alta potencia (Harvard Apparatus) y jeringas de acero (9 ml, Harvard Apparatus) en caso de que caídas de presión excesivas sobre la punta de boquilla provocaran que la bomba de jeringa estándar se detuviera (es decir, principalmente para boquillas de 20 mm). Se usaron adaptadores roscados (Idex H&S) para conectar las jeringas al tubo de Pe Ek en el que se pegaron las puntas de boquilla como se describe.

Reactivos

Los siguientes líquidos se usaron para generar diversos materiales:

Configuración por defecto, usada a menos que se especifique de otro modo. Líquido 1 (tren de gotitas/chorro): solución de alginato de sodio al 0,5 % (p/v) (de 80 a 120 cP, Wako Chemicals). Líquido 2 (chorro): CaCl20,1 M en una solución de etanol al 10 % (vol.). Liquid 3 (baño): una solución de CaCl2 0,03 M.

Emulsiones de agua-aceite: líquido 1: agua Líquido 2: tensioactivo que contiene aceite de perfluorocarburo PicoSurf (Pico-Surf 1 al 2 % en Novec, documento EP 3436 188 B1 265 10 152025 30354045 50 557500, Dolomite, Royston, Reino Unido). Líquido 3: aceite de perfluorocarburo PerFluor una gota de Pico-Surf 1. Líquido 3: PerFluor gota de picosurf.

Emulsiones dobles (agua-aceite-agua): líquido 1: agua Líquido 2: PicoSurf. Líquido 3: Agua dodecilsulfato de sodio (SDS) al 1 %.

Partículas de núcleo-capa rellenas de líquido y espumas rellenas de líquido: líquido 1: una solución de CaCl2 0,2 M PEG400 al 5 %. Líquido 2: un alginato de sodio al 0,4 % (de 5 a 40 cP, Sigma-Aldrich) etanol al 20 %. Líquido 3: una solución de CaCl20,03 M.

Partículas de núcleo-capa rellenas de sólido y SFF jerárquica: líquido 1: una solución de CaCl2 0,2 M PEG400 al 5 %. Para completar el líquido 2: un alginato de sodio al 0,4 % (de 5 a 40 cP, Sigma-Aldrich) etanol al 20 %. Líquido 3: una solución de CaCl20,03 M.

Inyectable jerárquico: líquido 1: una solución de CaCl20,2 M PEG400 al 5 %. Líquido 2: un alginato de sodio al 0,4 % (de 5 a 40 cP, Sigma-Aldrich) etanol al 20 %. Líquido 3: una solución de CaCl20,03 M.

Para propósitos de visualización, se añadieron <0,1 % de dextrano-FITC (2000 kDa, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EE. UU.), tinte de rodamina B, o partículas teñidas con rodamina B (diámetro de 500 nm) al líquido a visualizar.

Aislamiento, expansión y encapsulación celulares: se aislaron células madre mesenquimales (MSC) humanas a partir de muestras de médula ósea recién obtenidas y se cultivaron. El uso de material de pacientes fue aprobado por el comité de ética local del Medisch Spectrum Twente y se obtuvo el consentimiento informado por escrito para todas las muestras. En resumen, se contaron las células nucleadas en los aspirados de médula ósea, se sembraron en frascos de cultivo tisular a una densidad de 5 □ 105 células/cm2 y se cultivaron en medio de proliferación de MSC, que consistía en suero fetal bovino al 10 % (v/v) (FBS, Lonza), 100 U/ml de penicilina con 100 mg/ml de estreptomicina (Gibco), L-glutamina 2 mM (Gibco), ácido ascórbico 0,2 mM y 1 ng/ml de factor de crecimiento de fibroblastos básico (ISOKine bFGF, Neuromics) en medio mínimo esencial (MEM) a con nucleósidos (Gibco). Las MSC se cultivaron bajo un 5 % de CO2 a 37 °C y el medio se reemplazó de 2 a 3 veces por semana. Cuando el cultivo celular estuvo próximo a la confluencia, las células se separaron usando tripsina-EDTA al 0,25 % (Gibco) a 37 °C y posteriormente se subcultivaron o se usaron para experimentación. Para la encapsulación celular, las MSC se suspendieron en medio de proliferación de MSC y se mezclaron con alginato de sodio al 1 % (p/v) (de 80 a 120 cP, Wako Chemicals) en solución salina tamponada con fosfato (PBS, Gibco) en una proporción de 1:1. La solución precursora de hidrogel cargada de células se cargó en una jeringa desechable y se conectó a la configuración de IAMF para la producción de microgel. Después de la encapsulación, se cultivaron microgeles cargados de células en placas de 6 pocilios (Nunc) con medio de proliferación de MSC bajo un 5 % de CO2 a 37 °C. La viabilidad de las MSC encapsuladas se analizó usando un ensayo para células vivas/muertas (Molecular Probes) siguiendo el protocolo de los fabricantes y la visualización usando un microscopio de fluorescencia (EVOS FL, Thermo Fisher Scientific). Las imágenes se analizaron usando el programa informático ImageJ y la viabilidad celular se cuantificó por medio de recuento por el técnico.

Protocolo para el lavado/recogida de microgeles:

1) Añadir 1 ml de PBS CaCl2 Eppendorf.

2) Recoger D500 ml de microgeles solución de reticulante.

3) Si es necesario, lavar 33 con agua del grifo y 23 con PBS CaCl2 (por ejemplo, para retirar la fluorescencia de fondo).

Procedimiento de lavado: centrifugar los microgeles usando 3 centrifugaciones cortas en microcentrifugadora. Retirar 1 ml de sobrenadante. Añadir 1 ml de solución recién preparada.

Medición de la tensión superficial: las tensiones superficiales de diversas mezclas de (agua CaCl2 0,1 M)-etanol se midieron por el procedimiento de gota pendiente, usando un sistema de medición del ángulo de contacto óptico OCA15Pro de Dataphysics. La fracción de volumen de etanol se define como f=V1/(V1+V2), donde V1 y V2 se refieren a los volúmenes de etanol y agua-CaCl2 sin mezclar, respectivamente. Los resultados se superponen a mediciones previas para mezclas de etanol-agua dentro del error experimental (5 %), lo que indica que la presencia de CaCl2 apenas afecta a la tensión superficial del líquido mezclado.

Resultados

Aquí, las gotitas monodispersas se generan por la ruptura controlada del chorro de líquido eyectado desde la boquilla 1. Este tren de gotitas impacta sobre un chorro de líquido intacto que se eyecta desde la boquilla 2, lo que da como resultado un tren de gotitas monodispersas compuestas que fluye hacia abajo. Posteriormente, después de típicamente -100 ms en estos experimentos, las gotitas del compuesto se recogen en un baño o depositan sobre una superficie sólida. De forma alternativa, la configuración se puede hacer funcionar en "modo de chorrochorro". Este modo posibilita hilar fibras solidificando uno de los líquidos antes de la ruptura del chorro fusionado. Finalmente, se hizo funcionar el sistema en "modo de gota-gota", pero se descubrió que este modo era más problemático que el modo gota-chorro a la par que no añadía funcionalidad, y, por lo tanto, se abandonó esta dirección. Todavía, los mecanismos físicos que gobiernan el modo de gota-gota están relativamente bien estudiados y también se aplican a los demás modos, que explotamos en lo que sigue. En primer lugar, la gotita impacta sobre el chorro. Puesto que se requiere una velocidad de eyección significativa para la formación del chorro, se eligió un ángulo de impacto pequeño de ©=25°65° para garantizar un número de Weber de bajo impacto. Los experimentos en los que la gotita se colorea selectivamente confirmaron que las gotitas mantienen su forma esférica durante el impacto. Para Weimpacto ~ 1 (el vector horizontal del número de Weber), la coalescencia es activa por capilares y el impacto se produce en una escala de tiempo capilar Tcap=(pD1 3a1/m1)1/2, en la que D1, a1 y m1 son los diámetro de las gotitas y la tensión superficial y la viscosidad del líquido en las gotitas (en el tren de gotitas) respectivamente. El procedimiento ventajoso que puede evitar que las gotitas se fusionen durante el vuelo es proporcionar su encapsulación por el chorro. Posteriormente, la encapsulación de las gotitas por el chorro se logró reduciendo la tensión superficial del líquido (chorro) encapsulante añadiendo una pequeña cantidad de etanol. Como resultado, el flujo de Marangoni (es decir, activado por gradientes de tensión superficial) tira de una película delgada del líquido de baja tensión superficial (del chorro) alrededor del líquido de alta tensión superficial (de la gotita), como se representa en la fig. 2. Estas técnicas de visualización de vanguardia revelaron el procedimiento de encapsulación. El procedimiento se produce en una escala de tiempo validada numéricamente Te~a1Oh1Tcap/Aa, siendo Aa = a1-a2 y a2 la tensión superficial del chorro de líquido, y en la que Oh1=m1/(p1a1D1)1/2 es el número de Ohnesorge en el que m1 es la viscosidad de la gotita. Para estas condiciones experimentales, Te es comparable a la escala de tiempo de impacto Tcap. Por lo tanto, tanto el impacto como el encapsulado se completan en aire, antes de la recogida o depósito, lo que típicamente se puede producir en una escala de tiempo de aproximadamente 1 ms-100 ms después del impacto en aire.

Finalmente, la solidificación de las gotitas posibilitó la producción de partículas. En particular, los líquidos interior y exterior se podrían elegir de modo que uno o ambos se solidificara. Aquí se usan gotitas que contienen alginato y chorros de CaCl2, un sistema modelo para congelar las gotitas en aire, puesto que el alginato se solidifica cuando se fusiona con CaCl2.

Al introducir un gradiente de tensión superficial Aa, la forma de partícula se podría ajustar de irregular (Aa = 0 mN/m) a esférica (Aa >5 mN/m). La transición del régimen de partículas irregulares a regulares, especialmente esféricas, se observó a Aa = 5 mN/m, como se logra por la adición de una cantidad mínima de etanol al 0,3 %. En modos de realización alternativos, por ejemplo, que comprenden tamaños de gotita y/o líquidos alternativos, este umbral se puede variar entre 0,2 mN/m a 1000 mN/m.

Es sorprendente que la forma de partícula se pueda controlar combinando encapsulación y solidificación activadas por tensión superficial, ya que incluso un frente sólido delgado podría inhibir potencialmente el flujo de Marangoni.

Para proporcionar una primera racionalización de esta observación, se planteó la hipótesis de que la encapsulación se logra si el gradiente de tensión superficial excede la resistencia de la película solidificante. El espesor de esta película se estima como 8s~(Dsts)1/2, siendo Ds~10-9 m2s-1 la constante de difusión eficaz del frente de solidificación. La resistencia de la película se estima como afSs, donde af = 104 Pa es el esfuerzo de fractura de un gel de alginato al 0,5 %. Al igualar af-Ss y resolver para Aa, se puede determinar una transición Aa como una función del diámetro de la boquilla en la que la forma obtenida cambia de forma irregular a forma regular. Para el régimen de parámetros medidos, la resistencia de película esperada se encuentra entre 2 mN/m y 5 mN/m, lo que está notablemente cerca del umbral experimental Aa=5 mN/m. Sin embargo, no se observa la dependencia prevista del diámetro de la boquilla, posiblemente porque se ignora la dinámica de solidificación inicial (por ejemplo, viscosidades que se incrementan temporalmente mientras se produce la reticulación). Los futuros estudios pueden revelar los detalles del flujo de Marangoni combinado y la solidificación, que también serían aplicables a otros procedimientos de encapsulación.

Extraordinariamente, para la solidificación activada por masa como se usa en este sistema, ts<1,2, que correspondió a añadir solo un 1 % de etanol al chorro. Esto implica que los modificadores de tensión superficial alternativos relativamente débiles, pero totalmente citocompatibles, tal como polietilenglicol, también podrían ayudar a la encapsulación de gotitas en aire. Este enfoque seguro, versátil y sólido ayuda a la rápida integración de IAMF en aplicaciones clínicas.

La visualización de las micropartículas de alginato recogidas revela que las soluciones de alginato y CaCl2 con tensiones superficiales iguales dan como resultado la formación de partículas de alginato irregulares en forma de bolsa. Sin embargo, se produce un cambio drástico para la encapsulación de gotitas por un chorro de baja tensión superficial, que da como resultado partículas esféricas. A continuación, cuando se determinó la diferencia mínima de tensión superficial para la encapsulación en aire, analizando la forma (bolsa frente a esférica) de microgeles de alginato con diferentes diámetros como una función de la tensión superficial del chorro de CaCl2. Se demostró que se producen microgeles esféricos monodispersos con diámetros que varían de 20 mm a 250 mm para a1/a2>1,2, lo que corresponde a añadir solo un 1 % de etanol al chorro. Esto implica que los modificadores de tensión superficial alternativos relativamente débiles, pero totalmente citocompatibles, tal como polietilenglicol, también podrían ayudar a la encapsulación de gotitas en aire. Este enfoque seguro, versátil y sólido ayuda a la rápida integración de IAMF en aplicaciones clínicas.

Una limitación de la IAMF puede ser el tiempo en aire relativamente corto de ~100 ms. Por lo tanto, solo los hidrogeles que solidifican rápidamente, tal como el alginato, parecen ser adecuados para la IAMF. Para superar esta limitación y, por tanto, posibilitar el uso de una amplia variedad de hidrogeles reticulables in situ, se usa alginato como plantilla. Como prueba de concepto, se solidificaron gotitas que consisten en una mezcla de alginato/dextrano-tiramina en aire, por impacto en un chorro que contiene CaCl2 (como se describe). Estas partículas se recogieron en un baño que contenía el agente de reticulación para dextrano-tiramina para formar una red interpenetrante de alginato y dextrano-tiramina. Posteriormente, se disolvieron el alginato de las partículas usando un quelante de calcio, dejando atrás solo microgeles de dextrano-tiramina. Este procedimiento de plantilla posibilita la producción libre de aceite de micropartículas en forma compleja de hidrogeles arbitrarios. De forma alternativa, se pueden explotar los mecanismos de congelación inducidos por luz o temperatura rápida para solidificar materiales en aire.

Con un dispositivo individual se prepararon gotitas, partículas y fibras de diversas formas. Las unidades base de microfluídica se produjeron en el modo de gota-chorro; se dan ejemplos en las figuras 3, 4 y en la tabla que se da a continuación. La coalescencia de las gotitas de agua sobre un tensioactivo que contiene un chorro de aceite de fluorocarburo, con menor tensión superficial, posibilitó fácilmente la producción de emulsiones de agua en aceite (agua/aceite) monodispersas. Además, la recogida de estas gotitas de agua/aceite en agua que contenía dodecilsulfato de sodio (SDS) dio como resultado emulsiones dobles de agua/aceite/agua. Sin embargo, la preparación de la suspensión inversa de aceite-agua demostró ser problemática y aún está por realizarse, puesto que los aceites, en general, tienen una baja tensión superficial. Todavía una configuración de IAMF individual produjo tanto emulsiones simples como dobles sin la necesidad de un tratamiento superficial hidrófobo o hidrófilo, una limitación típica de la microfluídica basada en chips. Además, la IAMF también posibilita la producción directa libre de aceite de partículas, una estrategia demostrada para la encapsulación de alimentos, fármacos e incluso células. Aquí, se produjeron micropartículas monodispersas por gelificación en aire de gotitas de alginato por un chorro que contenía CaCl2 y etanol. De forma alternativa, al coalescer gotitas de CaCl2 en un chorro de alginato que contenía etanol, se produjeron cápsulas de alginato. Este último enfoque se exploró además para la producción de partículas de núcleo-capa de múltiples materiales. Específicamente, se incorporaron conjugados de dextrano-tiramina enzimáticamente reticulables y peroxidasa de rábano picante en las gotitas que contenían CaCl2, mientras se mezclaba su correspondiente reticulante peróxido de hidrógeno en el chorro que contenía alginato. Este enfoque posibilita la producción de microgeles de núcleo-capa de múltiples materiales. Sin embargo, las cápsulas y las micropartículas de núcleo-capa de múltiples materiales con frecuencia dan como resultado partículas fusionadas (no deseadas) que comprenden partículas de múltiples núcleos. Se baraja la hipótesis de que el origen de estas partículas de múltiples núcleos sea la colisión en aire de capas parcialmente solidificadas, como se observa en la vista en vivo de los trenes de gotitas. Dichas colisiones entre gotitas se pueden evitar homogeneizando además la velocidad y el tamaño de las gotitas, por ejemplo, optimizando el diseño de bomba y boquilla. Se investigó la solidez de la IAMF con respecto al tamaño de gotita o partícula, puesto que el tamaño es un parámetro de control clave para virtualmente cualquier aplicación. Usando diferentes boquillas, se produjeron fácilmente microgeles de alginato monodispersos con diámetros que variaban de 20 mm a 300 mm. Las distribuciones de tamaño se trazan en la figura 7, que indica una monodispersidad razonable para cada tamaño de boquilla. Además, para un diámetro de boquilla individual, el diámetro exacto de microgel se puede ajustar alterando la frecuencia de accionamiento / , como se muestra en la figura 7 para el diámetro de boquilla de 100 mm (para mayor claridad, solo se trazan algunas curvas). Un enfoque de este tipo puede ser muy pertinente si se requieren boquillas grandes, pero se desean gotitas pequeñas, por ejemplo, para evitar la obstrucción al distribuir líquidos que contienen células. Finalmente, el tamaño de gota típico en la IAMF se puede reducir mucho más usando menores boquillas de, por ejemplo, 1 mm. Por lo tanto, la IAMF se puede adoptar rápidamente como técnica de microencapsulación para alimentos y farmacia, donde estas pequeñas gotas se usan ampliamente.

Las fibras y partículas con forma controlada se producen fácilmente con la misma configuración. Se produjeron fibras de espesor homogéneo coalesciendo chorros que contenían alginato y CaCl2 antes de que se rompieran, por tanto, sin accionamiento. De forma interesante, con el accionamiento de boquilla en marcha mientras se mueve la localización de impacto de los chorros más cerca del punto de rotura (es decir, L^-LB), se producen fibras "onduladas" con espesores periódicos como se muestra en la figura 4B. Si el chorro se solidifica aún más cerca de la localización de ruptura LB, la fibra se asemeja a un collar de perlas, como se muestra en la figura 4C. Finalmente, si L > LB, el sistema se hace funcionar nuevamente en modo de gota-chorro, lo que da como resultado partículas sustancialmente redondas. Todavía, en el modo de gota-chorro, el control de la forma de las partículas se logró incrementando la velocidad de chorro mientras se mantenía una velocidad de gotita constante. En particular, se fabricaron partículas con una forma de riachuelo para a = V1/V2 > 1, como se muestra en las figuras 4d y 4e.

También se pueden producir emulsiones, suspensiones y fibras comparables a los resultados obtenidos actualmente por dispositivos de MF y, para las partículas, disparando gotitas a través de una lámina líquida. Sin embargo, este enfoque tiene cuatro beneficios distintos para su producción. En primer lugar, las tasas de producción de gotitas y partículas son 1003 veces más rápidas en comparación con los chips de MF (véase también a continuación). En segundo lugar, se puede aplicar un dispositivo individual, rentable y portátil para producir todas estas unidades. En tercer lugar, la producción de partículas se logra libre de aceite, lo que ofrece distintas ventajas para aplicaciones clínicas y biológicas sobre los enfoques de MF en los que se requiere aceite como lubricante. En cuarto lugar, la IAMF se puede integrar fácilmente en equipos donde se usa un tren de gotitas, tales como separadores celulares asistidos por flujo. Por estos motivos, se cree que la IAMF finalmente puede llevar las funciones de microfluídica a una amplia gama de aplicaciones.

Impresión en una etapa de materiales jerárquicos en 3D

Otra novedad de la IAMF es el depósito de una etapa de materiales con una jerarquía estructural, que se puede realizar en diversas arquitecturas. La implementación más sencilla es un "microespagueti" blando. Aquí, las fibras se depositaron en un molde en lugar de un baño, en el que el molde se movió durante el depósito. De forma similar, el funcionamiento del sistema IAMF en modo de gota-chorros posibilita la producción rápida de gotitas o partículas que constituyen suspensiones o emulsiones densas si se depositan sobre un material sólido. Puesto que estos materiales ya se pueden producir usando microfluídica basada en chips, aquí se espera que el alto rendimiento de IAMF sea un beneficio clave.

En segundo lugar, los sólidos con forma estable inyectables con una jerarquía estructural se forman combinando una fase interior que se gelifica rápidamente, llamada "núcleo", y una fase exterior que se solidifica lentamente, la "capa". Aquí, después del impacto, las partículas o fibras se lubrican por su capa todavía líquida, que se solidifica solo después de que se alcance una situación estacionaria. Estos sólidos inyectables tienen una microestructura bien controlada y se pueden emplear fácilmente para rellenar una cavidad. Un enfoque de este tipo es muy pertinente, por ejemplo, para reparaciones de cartílago. De forma alternativa, se pueden producir construcciones con una amplia gama de formas y acabados superficiales al sacar estas construcciones de un molde predefinido, como se muestra en la figura 5, que posibilita, por tanto, la producción de construcciones jerárquicas sólidas en formas virtualmente arbitrarias, similares a las técnicas de fundición existentes.

En tercer lugar, al introducir una capa que solidifique rápidamente y usar un núcleo que no solidifique, las estructuras porosas rellenas de líquido se depositan en una etapa. Los enfoques de microfluídica para fabricar dichas espumas monodispersas posibilitan incluso más control de la localización de los poros, pero requieren en primer lugar formar y posteriormente solidificar una estructura porosa, que es un procedimiento muy poco trivial y relativamente lento. Por el contrario, la IAMF permite el depósito de alto rendimiento de cada poro en una forma predefinida. Por lo tanto, la IAMF puede contribuir a estudiar la elasticidad y el fallo de estas espumas sólidas, rellenas de fluido y de celda cerrada, que tienen una geometría similar a las frutas y verduras.

Finalmente, y lo más importante, la impresión en una etapa de estructuras sólidas e independientes jerárquicas se logra por la combinación de una capa que se solidifica rápidamente y un núcleo que se solidifica lentamente. Aquí, cada caparazón ya se solidifica parcialmente en aire y, por lo tanto, mantiene su forma tras el impacto, para constituir una construcción en 3D. Al usar esta técnica se pudo construir una construcción hueca. En este ejemplo, el impacto sobre un portaobjetos de vidrio giratorio dio como resultado un cilindro de hidrogel hueco que se asemeja a un vaso sanguíneo. Pero una amplia variedad de formas en 3D estaría disponible al integrar las boquillas de IAMF en una impresora 3D. Aplicaciones potenciales de la IAMF

Ahora se analizan la versatilidad, resolución, rendimiento y facilidad de uso de IAMF, puesto que estos parámetros son cruciales para las aplicaciones. En primer lugar, la versatilidad se puede potenciar incluso más: al variar solo los materiales de núcleo y capa, se pueden depositar 16 topologías de materiales diferentes como se resume en la siguiente tabla. Especialmente, la mayoría de las topologías/unidades base se pueden producir como partículas y como fibra. En la tabla, el impacto húmedo se refiere a recibir las unidades base en un líquido; mientras que el impacto seco se relaciona con el depósito sobre una superficie u otro elemento receptor (seco).

Se pueden lograr muchas más variaciones, por ejemplo, fusionando tres o más líquidos diferentes en aire, introduciendo partículas sólidas en el sistema o realizando una química en aire más avanzada, incluyendo la combustión. A continuación, las gotitas, partículas o fibras se pueden secar al aire para producir un polvo, lo que potencia potencialmente las tecnologías de encapsulación y secado por pulverización que se usan ampliamente en las industrias alimentaria y farmacéutica. Además, se puede explotar la solidificación térmica en lugar de la gelificación, que ya posibilitaba la encapsulación disparando gotitas acuosas a través de una delgada lámina de cera fundida. De forma similar, se pueden explotar diferentes mecanismos de activación para el impacto y encapsulado en aire. El uso y la combinación de estas estrategias pueden dar como resultado escalas de tiempo completamente diferentes para el impacto, la encapsulación y la solidificación y, por tanto, posibilitar una tremenda variación de formas, morfologías de superficie y propiedades del material (impreso). La IAMF se puede usar fácilmente para fabricar 16 productos diferentes, cuando se garantizan la coalescencia y encapsulación en vuelo. Estos productos incluyen emulsiones, suspensiones de partículas y fibras, y materiales jerárquicos que comprenden estas partículas y fibras. Los materiales multisólidos se producen típicamente añadiendo una solución de precursor sólido al chorro que forma el núcleo y su reticulante correspondiente al chorro que forma la capa y, viceversa, un segundo precursor y reticulante distintos.

La resolución y el rendimiento de la IAMF se comparan con otros basados en gotas y basados en chorros. Es visible un dilema general entre resolución y rendimiento en que las tecnologías en aire, tales como la impresión por chorro de tinta y la (electro)pulverización, en general, obtienen buenos resultados. Por otra parte, la versatilidad se potencia en gran medida por el control en línea como se usa en microfluídica, pero normalmente da como resultado un menor rendimiento. Hasta donde se sabe, la IAMF combina de forma única el procesamiento en aire con control en línea, lo que abre un nuevo dominio con un dilema tradicional mínimo entre resolución, rendimiento y versatilidad.

La implementación práctica de la IAMF puede ser sencilla. Un dispositivo portátil permite todas la funcionalidad demostrada aquí. Un dispositivo de este tipo es fácil de limpiar, lo que beneficia la traslación clínica, así como las aplicaciones en alimentos y productos farmacéuticos. Usando un dispositivo de este tipo, las estructuras se pueden imprimir de forma fácil en superficies con un ángulo de inclinación arbitrario.

Por todos estos motivos, la integración de IAMF en tecnologías que explotan trenes de gotitas, tales como la impresión por chorro de tinta continua o la separación celular asistida por flujo, puede añadir funcionalidad sin requerir cambios importantes en el procedimiento. Los usuarios de microfluídica de gotitas pueden explotar el incremento de ~100 veces el rendimiento como se ofrece por IAMF. Sin embargo, en particular, se esperan avances en la ingeniería de tejidos, donde el depósito en una etapa de tejidos que imitan a la naturaleza jerárquicos y de múltiples materiales es un cuello de botella urgente. Las arquitecturas de materiales demostradas anteriormente se asemejan a los tejidos vegetales y animales naturales, y son citocompatibles. Por lo tanto, se espera que la traslación clínica de la IAMF, así como las aplicaciones en la regeneración de tejidos y la investigación de células madre, sean relativamente sencillas.

En conclusión, se propone la IAMF como una estrategia para combinar los beneficios de la microfluídica basada en dispositivos con los de las tecnologías de impresión. Al fusionar los líquidos que reaccionan en aire, se depositan materiales que son muy diferentes de los líquidos que salen de las boquillas. Este enfoque tiene dos beneficios particulares. En primer lugar, obvia un dilema en la dureza del material que limita las técnicas de impresión actuales y, por lo tanto, permite el depósito de una gama mucho más amplia de materiales. En particular, la IAMF permite la impresión en una etapa de topologías de múltiples materiales, como se demanda con urgencia en la biofabricación. En segundo lugar, la falta de un líquido lubricante como se usa en los dispositivos de microfluídica posibilita un procesamiento de gotitas y partículas ~100 veces más rápido (la microfluídica ya posibilita la producción rápida de fibras). Se demostró una amplia variedad de dichas "unidades base", pero se espera desarrollar más variedades en el futuro. Por último, la IAMF permite el acceso óptico de procedimientos químicos en aire, se puede integrar fácilmente en equipos basados en boquillas existentes y es rentable y sencilla de implementar. Por lo tanto, se prevé un impacto importante en la fabricación, la atención médica y la investigación.

El término "sustancialmente" en el presente documento, tal como "consiste sustancialmente", se entenderá por el experto en la técnica. El término "sustancialmente" también puede incluir modos de realización con "completamente", "por completo", "todo", etc. Por tanto, en modos de realización el adjetivo sustancialmente también se puede retirar. Cuando sea aplicable, el término "sustancialmente" también se puede referir a un 90 % o mayor, tal como un 95 % o mayor, especialmente un 99 % o mayor, incluso más especialmente un 99,5 % o mayor, incluyendo un 100 %. El término "comprende" también incluye modos de realización en los que el término "comprende" significa "consiste en". El término "y/o" se refiere especialmente a uno o más de los elementos mencionados antes y después de "y/o". Por ejemplo, una frase "elemento 1 y/o elemento 2" y frases similares se pueden relacionar con uno o más del elemento 1 y el elemento 2. El término "que comprende" se puede referir en un modo de realización a "que consiste en" pero en otro modo de realización también se puede referir a "que contiene al menos la especie definida y opcionalmente una o más de otras especies".

Además, se usan los términos primero, segundo, tercero y similares en la descripción y en las reivindicaciones para distinguir entre elementos similares y no necesariamente para describir un orden secuencial o cronológico. Se debe entender que los términos usados de este modo son intercambiables bajo circunstancias apropiadas y que los modos de realización de la invención descrita en el presente documento pueden funcionar en otras secuencias que las descritas o ilustradas en el presente documento.

Los dispositivos en el presente documento se describen, entre otros, durante el funcionamiento. Como resultará evidente para el experto en la técnica, la invención no se limita al procedimiento de producción de funcionamiento o dispositivos en funcionamiento.

Cabe destacar que los modos de realización mencionados anteriormente ilustran más que limitan la invención, y que los expertos en la técnica podrán diseñar muchos modos de realización alternativos sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, cualquier signo de referencia colocado entre paréntesis no se interpretará como limitante de la reivindicación. El uso del verbo "comprender" y sus conjugaciones no excluye la presencia de elementos o etapas distintos a los indicados en una reivindicación. El artículo "un" o "una" que precede a un elemento no excluye la presencia de una pluralidad de dichos elementos. La invención se puede implementar por medio de un equipo físico que comprenda varios elementos distintos y por medio de un ordenador adecuadamente programado. En la reivindicación del dispositivo que enumera varios medios, varios de estos medios se pueden realizar por un mismo elemento de equipo físico. El mero hecho de que se citen determinadas medidas en reivindicaciones dependientes diferentes entre sí no indica que una combinación de estas medidas no se pueda usar de forma ventajosa.

La invención se aplica además a un dispositivo que comprende uno o más de los rasgos característicos caracterizadores en la descripción y/o mostrados en los dibujos adjuntos. La invención se refiere además a un procedimiento que comprende que comprende uno o más de los rasgos característicos caracterizadores en la descripción y/o mostrados en los dibujos adjuntos.

Los diversos aspectos analizados en la presente patente se pueden combinar para proporcionar ventajas adicionales. Además, el experto en la técnica entenderá que se pueden combinar modos de realización y que también se pueden combinar más de dos modos de realización. Además, algunos de los rasgos característicos pueden formar la base para una o más solicitudes divisionales.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de producción que comprende un procedimiento de formación en vuelo, comprendiendo el procedimiento de formación en vuelo: proporcionar en una atmósfera de gas (5) (i) un primer chorro de líquido dirigido con una primera dirección de chorro (16) a un punto de colisión (80) en dicha atmósfera de gas (5), en el que el primer chorro de líquido comprende un primer material líquido (19), y (ii) un segundo chorro de líquido dirigido con una segunda dirección de chorro (26) al punto de colisión (80), en el que el segundo chorro de líquido comprende un segundo material líquido (29), para proporcionar un tercer chorro que comprende un tercer material (39) coalescido en el punto de colisión (80) que se propaga en una tercera dirección (36), en el que la primera dirección de chorro (16) del primer chorro de líquido y la segunda dirección de chorro (26) del segundo chorro de líquido tienen un ángulo mutuo mayor que 0° e igual a o menor que 75°, en el que el primer material líquido (19) y el segundo material líquido (29) tienen diferentes tensiones superficiales, en el que una proporción de las diferentes tensiones superficiales es al menos 1,05 y no más de 7, en el que el procedimiento de producción comprende además:

- proporcionar una vibración a uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido para proporcionar uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido como chorro de líquido (12) interrumpido en el punto de colisión (80), o

- proporcionar una vibración a uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido para proporcionar uno del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido como un chorro de líquido (13) ininterrumpido que tiene una anchura variable (Wj) en una dirección perpendicular a la dirección de chorro (15) respectiva en el punto de colisión (80);

en el que la vibración se proporciona por medio de un accionador (50) que comprende un elemento (51) configurado para vibrar a una frecuencia seleccionada del intervalo de 100 Hz-1 MHz.

2. El procedimiento de producción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el procedimiento comprende proporcionar al menos uno del primer chorro de líquido y segundo chorro de líquido como chorro de líquido (13) ininterrumpido en dicho punto de colisión (80), en el que el chorro de líquido (13) ininterrumpido comprende una corriente intacta, no rota, ininterrumpida y continua del material líquido (19, 20) respectivo, en el que al menos un 90 % en vol. de los materiales líquidos (19, 29) que llegan al punto de colisión (80) se propaga como el tercer chorro del tercer material (39) coalescido.

3. El procedimiento de producción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que para cada uno del primer chorro de líquido, el segundo chorro de líquido y el tercer chorro, una proporción de una sección transversal media en un lado corriente abajo del chorro respectivo con respecto a una sección transversal media en un lado corriente arriba del chorro respectivo está en el intervalo de 0,1-10.

4. El procedimiento de producción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que uno o más del primer chorro de líquido y el segundo chorro de líquido son el producto de un procedimiento de formación en vuelo.

5. El procedimiento de producción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que uno o más del primer material líquido (19) y el segundo material líquido (29) comprenden un reticulante para el otro material líquido.

6. El procedimiento de producción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo además el procedimiento: proporcionar en dicha atmósfera de gas (5) un cuarto chorro de líquido dirigido con una cuarta dirección de chorro (46) a un segundo punto de colisión (85) en dicha atmósfera de gas (5), en el que el cuarto chorro de líquido comprende el cuarto material líquido (49); y coalescer el tercer material (39) coalescido y el cuarto material líquido (49), para proporcionar el quinto material (59) coalescido en el segundo punto de colisión (85) que se propaga en la quinta dirección (56), en el que la tercera dirección (36) y la cuarta dirección de chorro (46) del cuarto chorro de líquido tienen un ángulo mutuo mayor que 0° e igual a o menor que 75°.

7. El procedimiento de producción de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el primer punto de colisión (80) y el segundo punto de colisión (85) coinciden.

8. El procedimiento de producción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se dirigen múltiples chorros a diferentes localizaciones de impacto.

9. El procedimiento de producción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el producto (1000) del procedimiento de formación comprende un material líquido, y en el que el procedimiento comprende recibir dicho producto (1000) del procedimiento de formación en (a) una fase líquida con la que el producto del procedimiento de formación no es miscible, o (b) una fase líquida con la que el producto del procedimiento de formación es miscible, o (c) sobre una fase sólida.

10. El procedimiento de producción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se aplica uno o más de los siguientes:

(i) el producto (1000) del procedimiento de formación comprende un material de núcleo-capa, y en el que el procedimiento de producción comprende recibir dicho producto (1000) del procedimiento de formación en una fase líquida que es un disolvente para la capa o el núcleo;

(ii) el procedimiento de producción comprende recibir dicho producto (1000) del procedimiento de formación en un molde;

(iii) al menos parte del producto (1000) del procedimiento de formación se solidifica durante la propagación en un sólido o semisólido.

11. El procedimiento de producción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el procedimiento de producción comprende recibir dicho producto (1000) del procedimiento de formación en un sustrato, y en el que un elemento receptor (90), seleccionado del grupo que consiste en el molde y el sustrato se mueve durante el procedimiento de formación en vuelo para imprimir en 3D un objeto impreso en 3D.

12. Un dispositivo (1) para un procedimiento de producción que comprende un procedimiento de formación en vuelo, comprendiendo el dispositivo (1):

- un primer recipiente de líquido (120) configurado para contener un primer líquido de dispositivo (110) que comprende un primer material líquido de dispositivo (111), en conexión fluida con un primer dispositivo que proporciona líquido (100) que comprende una primera abertura de dispositivo (101);

- un segundo recipiente de líquido (220) configurado para contener un segundo líquido de dispositivo (210) que comprende un segundo material líquido de dispositivo (211), en conexión fluida con un segundo dispositivo que proporciona líquido (200) que comprende una segunda abertura de dispositivo (201);

- un primer transportador de líquido (150) configurado para transportar el primer líquido de dispositivo (110) desde el primer recipiente de líquido (120) al primer dispositivo que proporciona líquido (100) y a través de la primera abertura de dispositivo (101) para proporcionar un primer chorro de líquido de dispositivo (10) que comprende el primer líquido de dispositivo (110);

- un segundo transportador de líquido (250) configurado para transportar el segundo líquido de dispositivo (210) desde el segundo recipiente de líquido (220) al segundo dispositivo que proporciona líquido (200) y a través de la segunda abertura de dispositivo (201) para proporcionar un segundo chorro de líquido de dispositivo (20) que comprende el segundo líquido de dispositivo (210);

en el que el primer dispositivo que proporciona líquido (100) y el segundo dispositivo que proporciona líquido (200) están configurados para proporcionar el material líquido de dispositivo (111, 211) respectivo como un chorro de líquido que se propaga en una dirección; y en el que el primer dispositivo que proporciona líquido (100) y el segundo dispositivo que proporciona líquido (200) están configurados para proporcionar el primer líquido de dispositivo (110) y el segundo líquido de dispositivo (210) en contacto entre sí en un punto de contacto (180), en el que uno o más del primer dispositivo que proporciona líquido (100) y el segundo dispositivo que proporciona líquido (200) comprende un accionador (50) que comprende un elemento (51) configurado para vibrar, y en el que el elemento (51) está configurado para vibrar a un frecuencia seleccionada del intervalo de 100 Hz-1 MHz, en el que la primera abertura de dispositivo (101) y la segunda abertura de dispositivo (201) se dirigen a un punto de colisión virtual (80) en la línea de visión de ambas aberturas de dispositivo (101, 201), en el que las aberturas de dispositivo (101, 201) y el punto de colisión virtual (80) definen un ángulo (0) mayor que 0° e igual a o menor que 75°, y en el que el punto de contacto (180) comprende el punto de colisión virtual (80).

13. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el dispositivo (1) está configurado para proporcionar uno o más de un primer chorro de líquido de dispositivo modulado (10) y un segundo chorro de líquido de dispositivo modulado (20) con el chorro (11) respectivo que tiene una anchura variable (Wj) en una dirección perpendicular a una dirección de chorro (15) respectiva, en el que el dispositivo (1) está configurado para proporcionar uno o más de dichos primer chorro de líquido de dispositivo (10) y segundo chorro de líquido de dispositivo (20) modulados con el chorro (11) respectivo que se rompe en subunidades después de una longitud de rotura (LB) determinada a partir de la abertura de dispositivo (101, 201) respectiva, en el que la longitud de rotura (LB) es igual a o más corta que una distancia (L) desde la abertura de dispositivo (101,201) respectiva al punto de colisión virtual (80), en el que una o más de una posición (102) de la primera abertura de dispositivo (101) y una posición (202) de la segunda abertura de dispositivo (201) se puede controlar, en el que el dispositivo comprende además un accionador (70) configurado para controlar una o más de la posición (102) de la primera abertura de dispositivo (101) y la posición (202) de la segunda abertura de dispositivo (201).

14. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 12-13, que comprende además un cuarto recipiente de líquido (420) configurado para contener un cuarto líquido de dispositivo (410) que comprende un cuarto material líquido de dispositivo (411), en conexión fluida con un cuarto dispositivo que proporciona líquido (400) que comprende una cuarta abertura de dispositivo (401), un cuarto transportador de líquido (450) configurado para transportar el cuarto líquido de dispositivo (410) desde el cuarto recipiente de líquido (420) al cuarto dispositivo que proporciona líquido (400) y a través de la cuarta abertura de dispositivo (401) para proporcionar un cuarto chorro de líquido de dispositivo (40), en el que la cuarta abertura de dispositivo (401) está dirigida a un segundo punto de colisión virtual (85) corriente abajo de dicho punto de contacto (180).

15. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 12-14, que comprende además un elemento receptor (90) configurado para recibir un producto (1000) de un procedimiento de formación ejecutado con el dispositivo (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 12-14, en el que el dispositivo está configurado para imprimir en 3D un objeto impreso en 3D (1100), comprendiendo además el dispositivo un accionador (60) configurado para mover el elemento receptor (90), seleccionado del grupo que consiste en un molde y un sustrato, durante la ejecución del procedimiento de formación.