近年來，微流控技術的出現改變了在試管中混合生物和化學化合物的標準方法。這個創新領域結合了微納米技術、生物化學、工程和物理學的原理，以在微米尺度上操縱流體的行為，在像郵票一樣小的芯片上進行傳統上費力的實驗室工作。

微流控技術為即時診斷的實時、高通量測試提供了一種新途徑，有助于從微小樣本中識別毒素或危險病原體。在實驗室之外，從噴墨打印機頭到妊娠試驗，各種技術都支持微流體技術。雖然比傳統方法更精簡，但仍然存在限制微流體實驗效率的限制。

對于微流體中使用的基于乳液的樣品，每個單獨的液滴代表一個實驗。可以對每個液滴進行分析，因此任何損壞的液滴都反映了失敗的實驗。通過最大限度地減少液滴碰撞和破碎，可以提高微流體系統的吞吐量和效率。

交通圈減少微流控芯片擁堵，當液滴從寬通道漏斗進入狹窄通道（料斗室）時，往往會出現擁塞和碰撞，導致液滴破裂。“這是一個交通問題，就像多條車道的汽車試圖擠過收費站一樣，”斯坦福工程學院的 Sindy Tang 說。

為了克服這一限制，Tang和她的團隊利用了剛性粒子行為中的一個已知現象，即上游障礙物或“交通圈”抑制了粒子堵塞。這種令人驚訝的觀察結果可以在糧倉或疏散房間的人中看到，但這種行為尚未在軟顆粒中得到驗證。

Tang和她的團隊由前斯坦福大學工程學研究生 Alison Bick 領導，在《美國國家科學院院刊》上報告了這種現象的可轉移性。在他們的實驗中，他們通過幾何受限的二維漏斗室灌注油包水液滴，芯片上嵌入了不同大小和位置的障礙物。

當障礙物被最佳放置時，液滴首先在障礙物和側壁之間變形，然后在通過狹窄的腔室收縮之前放松。“障礙物的放置有一個最佳位置，可以最大限度地減少液滴流中的破裂和碰撞，”tang解釋道。與沒有障礙物的芯片相比，位于最佳位置的交通圈將液滴破裂頻率降低了一千倍。

實驗效率、通量和穩健性的這種顯著改進可以減少執行基于液滴的微流體分析所需的時間，包括數字 PCR 測試和抗生素篩選。研究人員的發現也可能對更遠的領域產生影響，例如，在乳液或泡沫材料的 3D 打印中，在保持出口液滴尺寸和均勻性的同時，實現更快的流速。

該團隊的結論是，通過在“最佳位置”放置障礙物，可以實現有序的液滴流動。該解決方案的優雅在于其簡單性，使其可以方便地在其他微流體平臺中實施。