일반기술

유체 제어 장치

본 기술은 내부에 유체가 이동되는 마이크로 채널을 포함하는 유체 제어 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 내부에 유체가 이동되는 마이크로 채널의 밑면에 전극을 형성시킴으로써, 발생된 국부적인 전기장 및 전기 삼투 현상(electro-osmosis)을 이용하여 채널내 용액의 나선 유동(helical flow)을 유발시킬 수 있는 유체 제어 장치에 관한 것이다.마이크로 시스템에서 유체를 움직이는 원리는 전기 삼투현상(elecro-osmosis)이다. 전기 삼투는 실리콘이나 유리와 같이 벽면에 전위를 갖는 마이크로 채널에 있어서, 내부에 전해질 용액이 채워지는 경우 채널 벽면 근처에 전기 이중층(electric double layer)이 형성되며, 외부에서 전기장을 걸어주면 벽면 전위를 띈 채널의 전기 이중층 내에 유동이 유발되는 현상이다.벽면 전위를 이용한 종래의 전기 삼투 방법은 2차원 이상 유동의 생성에 있어서는 적용에 한계를 가진다. 또한 마이크로 채널내에서 카오스적 3차원 유동을 일으키기 위해 MEMS (Micro ElectroMechanical System) 공정을 이용하여 채널 밑면에 홈을 파는 방법이 시도된 바 있다. 하지만 이 경우 시료의 잔여물이 홈 사이를 막는 현상이 발생하여 홈의 역할이 무의미해지는 문제점을 가진다.이러한 문제점을 해결하기 위해 본 기술에 따른,밑면에 미세 전극이 형성된 마이크로 채널을 포함하는 유체 제어 장치는1) 상기 채널 내부에 국부적인 전기장 및 전기 삼투 현상이 발생함에 따라 채널내 유체의 3차원 나선형 유동이 유발되어 유체의 혼합 성능을 향상시킬 수 있고2) 이러한 간편한 미세 전극의 조립을 이용함으로써 채널 제작 비용, 시료의 혼합 시간 및 시료의 양을 절감시킬 수 있고,3) 이에 따라 마이크로 채널의 상용화에도 기여할 수 있다.