• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.11a
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• pp.116-118
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• 2005

열공압 방식으로 동작하는 마이크로 펌프와 밸브가 집적된 (polydimethylsiloxane)PDMS 미 세 유체 시스템을 제작하였다. 본 실험에서 제안한 미세 유체 시스템은 PDMS 마이크로 채널, PDMS membrane, 열공압 챔버, indium tin oxide(ITO) 히터로 구성되어 있다. 마이크로 펌프의 경우 가해주는 펄스 전압의 변화를 통해 유속을 최적화 하였고 마이크로 밸브의 경우 가해주는 직류 전압을 변화시켜 유체의 흐름을 제어할 수 있었다. 미세 유체 시스템의 최적화된 조건은 마이크로 펌프의 경우 duty 4%와 주파수 4Hz에서 최대 pumping rate을 나타냈고 그때의 pumping rate 68nl/min이었다. 마이크로 밸브의 유체를 closing 전력은 450mW이었다.

• Journal of the KSME
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• v.51 no.10
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• pp.44-48
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• 2011

최근 약 10년 동안 마이크로 유체 시스템은 다양한 세포연구에 광범위하게 활용되며 생물학과 의학 분야에 새로운 전기를 가져왔다. 마이크로 유체 시스템 내의 유동현상을 설계하고 연구에 적용하는 일은 기계공학도가 중추적인 역할을 해야 하는 분야이다. 유동장 내에서 관찰되는 세포의 반응은 매우 흥미로울 뿐 아니라 학술적으로 막대한 파급력있는 결과를 가져오기도 한다. 이 글을 통해 전통적인 접근법으로는 성취하기 힘들었던 세포연구들이 마이크로 유체 시스템을 이용하여 어떻게 효과적으로 수행되는지 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.10a
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• pp.38-38
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• 2003

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.1458-1459
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• 2008

미세 유체 제어 시스템 (마이크로 펌프, 마이크로 밸브, 마이크로 채널, 마이크로 믹서 등)의 집적은 화학 및 바이오 유체를 제어하는 Lab-on-a-chip 의 일부분으로서 사용되며 이러한 시스템의 집적은 Lab-on-a-chip 개발을 위해 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 이러한 microchip을 구현하기 위해서 초미세 유체 제어 소자인 마이크로 펌프와 마이크로 밸브를 같은 기판 위에 Polydimethylsiloxane (PDMS)와 indium tin oxade (ITO)를 사용하여 집적하였다. 그리고 밸브의 반복 작동 시 계속적인 유량의 감소를 줄이기 위해 PDMS 의 혼합비를 달리하여 PDMS membrane 의 기계적 특성을 강화시켰다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.37.2-37.2
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• 2009

다이렉트 프린팅 방식에 대한 수요가 높아지면서 마이크로 노즐에 대한 수요도 높아지고 있다. 마이크로 노즐은 Nano particle deposition system (NPDS)에서 가장 중요한 부분으로 금속이나 세라믹 분말을 음속으로 가속시키는 역할을 한다. 또한 마이크로 노즐은 마이크로 스페이스 셔틀과 주사바늘이 없는 약물 주사 시스템 등의 많은 분야에서 사용 가능하다. 이러한 마이크로 노즐은 대부분 기계적 절삭법을 이용하여 알루미늄으로 만들어져왔다. 하지만 알루미늄으로 만들어진 마이크로 노즐은 경도가 낮아 세라믹 나노 입자를 적층하는 것에 적절치 못하며 사용가능한 수명이 짧다는 단점을 가지고 있다. 또한 가장 큰 단점으로 노즐목을 1mm이하로 제작하는 것이 어렵다는 것이다. 따라서 본 연구에서는 Si wafer를 Deep RIE 방식을 이용하여 3차원적으로 제작하였다. Deep RIE 방식 중 BOSCH process를 이용하였다. 이렇게 만들어진 마이크로 노즐은 다이렉트 프린팅 방식중 하나인 NPDS에 적용하였다. Si wafer로 만들어진 마이크로 노즐이 적용된 NPDS를 이용하여 graphite 분말을 가속하여 적층 실험을 실시하였다 이와 함께 전산 유체 역학(CFD)를 이용하여 마이크로 노즐일 이용한 초음속 가속 가능 여부를 판단하였다. 전산 유체 역학은 유한 요소법을 이용하여 유체의 거동을 시뮬레이션을 통하여 예측하는 것으로 마이크로 노즐 내에서 유체의 흐름을 예상할 수 있다. 실제 실험의 결과와 전산 유체 역학을 이용한 시뮬레이션 결과dml 비교 분석을 실시하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1694-1695
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• 2011

최근 에너지에 대한 관심의 증대 및 센서 노드로의 개발을 위해 무전원 동력 장치(sustainable energy conversion system)에 대한 관심이 크게 증대되고 있다. 본 연구에서는 수압(hydraulic pressure)을 이용하여 전기를 발생시키는 새로운 개념의 나노유체 에너지 변환 시스템에 대한 연구를 진행하였다. 표면 패터닝 기법을 통해 제작된 나노 채널 및 일차원 마이크로 유체 기반의 플루이딕 소자를 이용하여 외부저항, 버퍼용액의 농도, 압력에 따른 streaming potential을 구하였다. electrokinetic 현상과 이에 따른 유체의 streaming potential을 이용하여 압력(pressure)을 전기적으로 변환시키는 에너지 변환용 나노 유체시스템을 본 논문을 통해 제안하고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1645-1646
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• 2006

Micro ElectroMechanical Systems (MEMS) 기술을 이용한 초미세 유체 제어 시스템 (마이크로 펌프, 마이크로 밸브, 마이크로 채널, 마이크로 믹서 등)은 화학, 생명분야의 DNA 분석, 항원-항체 분석, 질병의 진단 등에 사용되는 lab-on-a-chip, micro total analysis system ($\mu$-TAS) 등에서 화학 및 바이오 유체를 제어하는 분석 시스템의 일부분으로서 사용되며 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 이러한 microchip을 구현하기 위해 초미세 유체 제어 소자인 마이크로 펌프와 밸브를 같은 기관 위에 polydimethylsiloxane (PDMS)와 indium tin oxide (ITO)-Glass를 사용하여 동일한 구조로 집적 하였다. 마이크로 펌프의 pumping rate은 인가 직류 펄스 전력의 주파수와 duty 비를 변화시켜 최적화하였다. 직류 펄스 전력 500 mW를 인가하였을 때 주파수 2 Hz, duty 비 7 %에서 약 $1.05{\mu}l/min$의 최대 유량이 측정되었다. 마이크로 밸브는 ITO 히터에 전력을 인가함으로서 유량의 on/off 제어가 잘 됨을 확인할 수 있었고 유체를 closing하기 위해 필요한 전력은 약 300 mW이다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.1478-1479
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• 2008

본 논문에서는 PDMS 프레폴리머의 전기유체분사를 이용하여 마이크로렌즈를 제작했다. 전기유체분사 시스템에서 인가전압과 기판 온도의 두 가지 변수를 변화시키면서 제작한 PDMS 마이크로렌즈의 특징을 파악하였으며, 인가전압이 증가함에 따라 마이크로렌즈의 직경이 작아지고, 기판 온도가 증가함에 따라 마이크로렌즈의 직경이 작아지고 접촉각이 커지는 것을 확인하였다. 제작된 PDMS 마이크로렌즈의 특성을 평가하기 위하여 가우시안 빔 투과 실험을 하였다. 측정된 초점거리는 계산된 초점거리와 5 mm 차이가 났으며, 렌즈를 투과된 가우시안 빔은 초점에서 최대의 파워밀도와 최소의 유효반경을 가지는 것으로 측정되었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2008.03b
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• pp.671-674
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• 2008

We investigate the slippage effect in a micro-channel depending on the surface characteristics; hydrophilic, hydrophobic, and super-hydrophobic wettabilities. The micro-scale grooves are fabricated on the vertical wall to make the super-hydrophobic surfaces, which enable us visualize the flow fields near walls and directly measure the slip length. Velocity profiles are measured using micro-particle image velocimetry (Micro-PIV) and compared those in the hydrophilic glass, hydrophobic PDMS, and super-hydrophobic PDMS micro-channels. To directly measure the velocity in the super-hydrophobic micro-channel, the transverse groove structures are fabricated on the vertical wall in the micro-channel. The velocity profile near the wall shows larger slip length and, if the groove structure is high and wide, the liquid meniscus forms curves into the valley so that the wavy flow is created after the grooves.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.36 no.3
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• pp.4-12
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• 2023