• 유변학
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• 제4권1호
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• pp.25-34
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• 1992

저속으로 낙하하는 원통형 미소체의 유체역학적 거동에 대하여 점탄성 유체의 비 뉴우튼 성질의 영향에 관해서 연구가 수행되었다. 원통형 미소체의 직경 및 직경에 대한 길 이의 비 (Aspect Ratio)의 영향에 관해서도 또한 고찰하였으며 본 실험에서는 뉴우튼 유체 로서 99.5%의 글리세린용액과 점탄성 유체로서 1,000 wppm 의 polyacyla-mide(Separan AP-273) 수용액이 각각 사용되었다. 낙하하는 미소체의 Aspect Ratio가 증가할수록 무차원 최종속도는 뉴우튼 유체내에서 보다 점탄성 유체내에서 그증가속도가 더욱 커짐을 보였다. 뉴우튼 유체 내에서 낙하하는 원통형 미소체의 마찰저항 계수는 실험데이타로부터 계산된 값과 이론치가 비교적 잘일치하나 점탄성 유체에 관한 마찰저항 계수는 본 실험의 결과치와 무한히 긴 원통형 미소체에 대한 기존연구의 이론값과는 상당한 차이가 있음을 알수 있었 다, 이는 점탄성 유체내에서 수직으로 낙하하는 원통형 미소체의 저항계수가 k(즉 용기의 직경에 대한 미소체 직경의 비), power-law index 레이놀즈수 뿐아니라 aspect ratio를 포함 하는 새로운 관계식이 도출되어야 함을 분명히 보여주고 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권3호
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• pp.251-258
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• 2010

본 논문은 다기능 미소유체시스템의 일체형 패키징을 위한 MSI (microfluidic system interface) 기술을 제안하고, 이를 설계, 제작, 시험 평가하였다. MSI 기술을 통해 플러그 방식의 유체 인터커넥터, 유체제어를 위한 미소밸브, 광학 인터페이스를 위한 광학창을 유체시스템에 일체형으로 쉽게 구현할 수 있었다. MSI 기술의 유용성을 보이기 위해 미소 유전자시료전처리시스템에 적용되었으며, 미소 유전자시료전처리시스템은 세포정제, 세포분리, 세포용해, DNA 고체상추출, 중합효소연쇄반응, 그리고 모세관전기영동 기능으로 구성되었다. 나아가 MSI 기술이 적용된 미소 유전자시료전처리시스템의 DNA 고체상추출 및 중합효소연쇄반응의 실험결과로부터 MSI가 미소유체시스템을 위한 실용적 패키징 기술임이 검증되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권4호
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• pp.373-378
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• 2006

We present the design, fabrication, and characterization of a multi-chip microelectrofluidic bench, achieving both electrical and fluidic interconnections with a simple, low-loss and low-temperature electrofluidic interconnection method. We design 4-chip microelectrofluidic bench, having three electrical pads and two fluidic I/O ports. Each device chip, having three electrical interconnections and a pair of two fluidic I/O interconnections, can be assembled to the microelectofluidic bench with electrical and fluidic interconnections. In the fluidic and electrical characterization, we measure the average pressure drop of $13.6{\sim}125.4$ Pa/mm with the nonlinearity of 3.1 % for the flow-rates of $10{\sim}100{\mu}l/min$ in the fluidic line. The pressure drop per fluidic interconnection is measured as 0.19kPa. Experimentally, there are no significant differences in pressure drops between straight channels and elbow channels. The measured average electrical resistance is $0.26{\Omega}/mm$ in the electrical line. The electrical resistance per each electrical interconnection is measured as $0.64{\Omega}$. Mechanically, the maximum pressure, where the microelectrofluidic bench endures, reaches up to $115{\pm}11kPa$.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권5호
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• pp.475-479
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• 2012

본 논문은 고차가지구조 폴리머인 AEO3000 를 이용한 UV 광경화 성형 공정을 제안하고자 한다. 이는 기존의 바이오칩 제작에 사용되는 PDMS 보다 경도가 높아 금속 전극 형성이 용이하고 제작 공정이 빠르다는 장점을 갖는다. AEO3000 을 이용하여 본 연구에서는 4 개의 소자를 전기적 유체적으로 연결할 수 있는 전기유체 통합벤치를 제작하고 미소유체 혼합소자와 세포분리소자를 연결, 본 소재와 공정이 바이오칩에 적용될 수 있음을 검증하였다. 전기 유체적 특성 분석 결과 전기적 접촉 저항은 $0.75{\pm}0.44{\Omega}$으로 충분히 작은 값을 보였으며, 유체 접속의 압력 저하는 8.3kPa로 기존의 튜브 연결 방법 대비 39.3% 개선된 값을 보였다. 통합벤치에 접속된 소자에 활성 및 비활성 효모를 주입하여 순차적인 혼합 및 재분리를 성공적으로 구현함으로써 본 소자에 적용된 AEO3000 및 UV 광경화 공정이 생체시료의 처리에 적용될 수 있음을 실험적으로 검증하였다. 이는 바이오 의료 분야에 적용 가능한 생체 친화적 소재의 고속 생산에 응용될 수 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.400-404
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• 2001

A micro-PIV(particle image velocimetry) measurement has been conducted to investigate flow fields in such microfluidic devices as microchannels and micronozzle. The present study employs a state-of-art micro-PIV system which consists of epi-fluorescence microscope, 620nm diameter fluorescent seed particles and an 8-bit megapixel CCD camera. Velocity vector fields with a resolution of $6.7\times6.7{\mu}m$ has been obtained, and the attention has been paid on the effect of varying measurement conditions of particle diameter and particle concentration on the resulting PIV results. In this study, the microfluidic elements were fabricated on plastic chips by means of MEMS processes and a subsequent molding process. Flow fields in a variety of microchannels as well as micronozzle have been investigated.

• 한국전산유체공학회지
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• 제8권1호
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• pp.38-43
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• 2003

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.107-114
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• 2003

The influence of property difference in refraction index on micro PIV measurement of two-fluid flow in a microchannel was analyzed. The difference of measurement planes in two fluids would bring misunderstanding of the physics. The objective-imaging system for two-fluid flow measurement was presented, and the condition for measurement of valid velocity profile across two-fluid interface was derived. A micro PIV experimental system was set up to measure two-fluid flow inside a Y-shape microchannel. Under the conditions, three cases of two-fluid flow of glycerol solutions at different concentration (${\phi}$), e.g., (${\phi}=0\;and\;{\phi}=0.2,\;{\phi}=0.1\;and\;{\phi}=0.5,\;{\phi}=0\;and\;{\phi}=0.6$, were measured. Close agreement of experimental and numerical results was found.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.15-18
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• 2006

최근 미소기전시스템(MEMS)를 개발함에 있어 마이크로 크기의 유동가시화는 중요한 문제이다. 특히 유체와 고체표면의 상호작용에 있어 표면의 친수성과 소수성의 성질은 미소유체를 조절 가능케 하는 핵심적인 역할이다. 본 연구에서는 마이크로 채널 내 표면을 개질하여 친수성 및 소수성의 벽면 경계조건 습윤도를 측정하였고, 또한 micro-PIV를 이용하여 벽면 근처에서의 속도 분포를 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권12호
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• pp.1102-1106
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• 2008

Microfluidics deals with the behavior, precise control and manipulation of fluids at a micro scale. It has become increasingly prevalent in various applications such as biomedical applications (diagnostics, therapeutics, and cell/tissue engineering), inkjet head, and fuel cells etc. The issue of inspection and characterization of microfluidics has emerged as a major consideration in design, fabrication, and detection of microfluidic devices. In this paper, we characterize a diffusion based mixing in Y-microchannel using a fluorescent optical scanner based on a DVD pick-up module, which is widely used in optical storages. Using fluorescent dye, we measure the fluorescent intensity that represents the mixing patterns in Y-microchannel. We also compare these experimental results with computational fluid dynamics (CFD) simulation ones. It is shown that the proposed optical scanner can be used as an alternative measurement system with high performance and cost-effectiveness, compared to conventional optical tools such as epifluorescent microscopes using high resolution CCD camera and confocal microscopes with photomultiplier (PMT) detectors.

• 기계저널
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• 제43권2호
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• pp.38-42
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• 2003