일반기술

전기 삼투 현상을 이용한 유체 혼합 방법

본 기술은 전기 삼투 현상을 이용한 유체 혼합 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보다 효율적으로 전기 삼투를 발생시킴으로써 카오스적으로 유체 혼합을 극대화하는 방법에 관한 것이다.즉, 마이크로 채널내에서 전기삼투현상을 이용하여 2차원 유동을 발생시킬 때 시간 주기적 전기장을 적용시켜 유체를 혼합하는 기술이다. 전기삼투는 실리콘과 같이 벽면에 전위를 갖는 아미크로 채널에 전해질 용액을 넣어주어 전기장을 적용시킬 경우 채널 내부에 전해질의 유동이 유발되는 현상이다. 현재 전기삼투는 유동제어의 용이성으로 인해 마이크로칩에서 유체 흐름에 구동원으로 사용되고 있다. 하지만 마이크로 채널내를 흐르는 시료의 반응을 위하여 완전한 혼합을 해야 하는데 현재의 시료 혼합 방법은 오로지 확산에만 의존하므로 혼합 효율이 매우 낮다.이에 본 기술에서는 마이크로 채널의 흐름을 제어하는 중요한 요소중 하나인 전기장을 기존의 일정한 세기로 걸어주는 것을 대신하여 시간 주기적으로 걸어주고 채널 표면 전위를 비균일하게 줌으로서 시료 흐름내부에 와류를 유발시켜 강제적으로 시료를 혼합하여 시료 혼합 효율을 극대화하는 것이다.본 기술은 적정 진폭 및 진동수를 찾아 마이크로 채널에 시간 주기적 전기장 및 비균일 채널 표면 전위 분포를 걸어 주어 유체의 혼합 효율을 향상시킬 수 있다. 이는 기존의 마이크로 채널의 형태에만 의존하던 시료의 혼합을 전기 역학적 방법으로 전환함으로써 채널 형태의 변형에 따른 부가적인 비용, 혼합시간, 시료의 양 등을 절약하는 결과를 얻어 마이크로칩의 상용화에 크게 기여할 것이다.본 기술의 특징은 마이크로 채널에 시간 주기적 전기장과 비균일 채널 표면 전위 분포를 걸어서 전기 삼투 흐름을 카오스적으로 교란하는 것을 특징으로 하는 유체 혼합 방법을 제공한다.