• Korean Chemical Engineering Research
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• v.56 no.5
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• pp.761-766
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• 2018

Droplet-based microfluidic device has led to transformational new approaches in various applications including materials synthesis and high-throughput screening. However, efforts are required to enhance the production rate to industrial scale because of low production rate in a single droplet generator. In here, we present a method for enhancing production rate of monodisperse droplets via parallelization of flow-focusing generators. For this, we fabricated a three-dimensional monolithic elastomer device (3D MED) that has the 3D channel structures in a single layer, using a double-sided imprinting method. We demonstrated that the production rate of monodisperse droplet is increased by controlling the flow rate of continuous and dispersed phases in 3D MED with 8 droplet generators. Thus, we anticipate that this microfluidic system will be used in wide area including microparticle synthesis and screening system via encapsulation of various materials and cells in monodisperse droplets.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.51 no.6
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• pp.760-765
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• 2013

Lysozyme crystallization was performed by using flow-focusing chip in droplet-based microfluidic system. Water-in-oil droplets were formed in the system and collected on petri-dish and cross type mold. Liquid-liquid reaction of lysozyme and sodium chloride occurred in the droplet and crystals were observed through microscope. Solution pH was varied as 4.8 and 7.2. Crystals of polyhedron and plate-like shape were obtained at pH 4.8, while needle structure crystals formed at pH 7.2. Lysozyme in single droplet for two pHs were crystallized with constant or decreased droplet size. However, crystals at pH 4.8 were only obtained in the droplet of which size was increased by the interaction between droplets. Droplet volume did not change at pH 7.2 and crystals formed in both droplets.

• Journal of Energy Engineering
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• v.10 no.2
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• pp.153-160
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• 2001

본 연구에서는 고온 분위기 온도 및 대기압 하에서 액적의 급속가열과 연소가 가능한 고온 연소로 장치와 고속도 비디오 카메라를 이용하여 다조성 단일 액적 연소에 대해 고찰하였다. 그 결과 저비점 성분을 혼합한 경유의 액적은 기본적으로 입경의 2승 법칙에 의해서 감소되었으며, 그 과정에서 입경이 일시적으로 급속히 감소하는 현상이 보여짐과 더불어 연소기간도 단축되었다. 즉, 저비점 성분을 혼합한 경유의 액적은 미세폭발 현상에 의해 기존 디젤 연료에 비해 더 빨리 증발되고 연소가 되었다. 또한, 순수 파라핀계 및 함산소계 연료의 화염은 전체 연소기간동안 기존 경유의 화염에 비해 푸른색을 띠고 있어, 매연이 없는 연소를 입증해 주었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.7
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• pp.671-677
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• 2010

In the present study, we designed a microfluidic platform for generating monodisperse droplets with diameters ranging from hundreds of nanometers to several micrometers. To generate fine droplets, T-junction and flow-focusing geometry are integrated into the microfluidic channel. Relatively large aqueous droplets are generated at the upstream T-junction and transported to the flow-focusing geometry, where each droplet is broken into smaller droplets of the desired size by the action of pressure and viscous stress. In this configuration, the flow rate of the inner fluid can be made very low, and the ratio of the inner- and outer-fluid flow rates in the flow-focusing region can be made very high. It has been shown that the present microfluidic device can generate droplets with diameters of approximately $1\;{\mu}m$ (standard deviation: <3%).

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.687-690
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• 2009

본 연구에서는 가스 하이드레이트 형성과정에서 발생할 수 있는 유도지체시간을 줄이고 전체 가스 저장량과 반응 속도의 향상을 위하여 이류체 분사 방식을 이용하여 물분자의 액적을 최소화하는 실험을 통하여, 미세액적 분사에 따른 하이드레이트 형성 시간을 확인하였으며, 반응기 내부의 온도 변화를 확인하여 반응기 내부의 하이드레이트 형성 거동을 확인하고 이를 통하여 상용화를 위한 반응기 설계의 기초 자료로 활용하고자 하였다.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.229-230
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• 2015

신생혈관 형성은 기존에 존재하는 혈관으로부터 새로운 혈관을 형성하는 기작으로 정상 세포에서 상처 치유, 세포의 발생 및 성장에 관여한다고 알려져 있다. 더 중요한 것은 이 기작이 암의 성장 및 전이에서도 매우 중요한 역할을 하고 있다는 사실이다. 특히, 엔지오제닌(Angiogenin)이 신생혈관형성을 촉진하는 것으로 알려져있다. 이러한 주요 물질을 최신 바이오칩 기술 중 하나인 액적 기반 미세유체 시스템을 활용하여 1 나노리터 수준의 시료 내에 존재하는 엔지오제닌을 정량하는 기술을 개발함으로써 현재 일반적으로 사용되고 있는 정량 기술에 비해 시간뿐만 아니라 비용을 절감할 수 있음을 보여주었다. 이외에도 본 연구에서 개발한 액적 기반 미세유체 시스템 기술은 수은과 같은 중금속의 검출도 가능하기 때문에 환경 센서로의 활용 가능성을 보여준다.

• 기계와재료
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• v.22 no.3
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• pp.22-29
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• 2010

자원의 고갈과 지구환경오염의 심각성을 인지하는 시각이 늘어남에 따라 산업계에서도 친환경적 기술에 대한 다양한 연구 개발이 이슈가 되고 있다. 정전기력 잉크젯 패터닝 기술 또한 그 예라 할 수 있겠는데, 이는 기존인쇄 기술의 시각적인 표현의 개념을 벗어나 패턴 자체의 기능을 부여함으로써 그 가치를 높이고, 현존하는 각종 미세 패터닝 기술의 다공정성과 환경에 미치는 영향 등의 문제점을 개선 할 수 있는 기술이라 할 수 있겠다. 정전기력 잉크젯 패터닝 기술은 이미 60~70년대부터 연구 개발 되어왔던 정전기력이 유체에 미치는 영향을 제어하여 극소량 미세 액적 토출 및 분무를 이끌어 내는 기술을 기반으로 토출되는 노즐 헤드의 직경 대비 극 미량의 기능성 잉크를 토출하고, 서브마이크론(submicron)급의 패턴 인쇄를 가능케 한다. 본 논문에서는 정전기력 잉크젯 패터닝 공정의 요소기술을 기반으로 프린팅 장비를 설계 및 제작하고, 미세 액적 토출을 위한 수마이크론의 직경을 갖는 노즐 헤드를 개발 및 프린팅 장비에 대응하여 통합 제어 프로그램을 이용한 기판상의 미세 패터닝 실험을 실시하였다. 정전기력 기반 미세 패터닝 실험의 공정 변수를 잉크의 특성, 노즐헤드의 특성, 기판의 특성, 장비의 특성으로 구분지어 공정 시스템의 성능을 검토 및 기능성 잉크의 미세 패터닝을 구현 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.179-179
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• 2006

산업기술의 고도화에 따른 IT 산업의 급속한 발전으로 각종 전자, 정보통신기기에 대해 더욱 소형화 고성능화를 요구하고 있다. 이와 같은 경향에 따라 더욱 향상된 기능을 가지고 각종 소자 부품의 개발과 동시에 유독 물질 발생이 없는 청정생산기술 개발에 대한 요구가 끊임없이 제기 되어 왔다. 이러한 요구에 부응하여 기술들이 개발되고 있으며 그 중의 하나로 잉크젯 프린팅 기술이 연구되고 있다. 특히 Dod(Drop on Demand) 방식의 잉크젯은 가정용 프린터로 개발되어 널리 보급된 기술이지만, 이 기술을 PCB 제조기술에 전용하면 친환경 생산공정으로 부품 성장밀도를 증대 시킬 수 있다. 기존의 PCB 제조기술은 전극과 신호 패턴을 형성시키기 위하여 노광공정과 에칭공정을 반복적으로 사용하고 있는데, 노광공정에서 쓰이는 마스크와 유틸리티 설비 유지 비용의 문제가 대두되고 있다. 노즐로부터 분사된 잉크 액적들의 집합으로 기판위에 점/선/면의 인쇄이미지를 구현하게 된다. 그러므로 인쇄 해상도는 잉크액적 및 인쇄 방법, 기판과의 상호작용에 크게 의존하게 된다. 잉크 액적과 기판의 상호작용에 영향을 미치는 요소로는 잉크의 물리화학적 물성(밀도, 점도, 표면장력), 잉크 액적의 충돌 조건(액적 지름, 부피, 속도), 그리고 기판의 특성(친수/소수성, Porous/Nonporous, 표면조도 등)을 들 수 있겠다. 우선적으로 노즐을 통과해서 분사되는 액적의 크기에 따라 기판위에 형성되는 라인의 두께 및 폭이 결정된다. 떨어진 액적이 기판위에서 퍼지는 것을 UV 조사를 통한 가경화 과정을 통해서 최종적으로 라인의 투께 및 폭을 조절하려고 한다. 따라서 선폭 $75{\mu}m$의 일정한 미세 배선을 형성시키기 위해 액적 크기 조절과 탄착 resist 액적 표면의 UV 가경화 조건으로 구현하려고 한다. 또한 DPI(Dot Per Inch) 조절을 통한 인쇄로 탄착 resist의 두께 확보 후 에칭시 박리되는 현상을 억제 시키려 한다.

• Particle and aerosol research
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• v.13 no.4
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• pp.151-158
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• 2017

Electrostatic precipitator is widely used to remove particulate matters in indoor air and industrial flue gas due to low pressure drop and high collection efficiency. However, it has a low collection efficiency for the submicrometer sized particles. Electrospraying is a potential method to increase the particle charging efficiency, which results in increased collection efficiency. Although particle charging efficiency is highly dependent upon droplet size, the effective measuring method of the droplets is still uncertain. Tap water was electrosprayed in this study, and the images of electrosprayed droplets were taken with a high speed camera coupled with several visualization methods in order to measure the droplets size. The droplet size distribution was determined by an image processing with an image-J program. As a result, a droplet measured by a laser visualization, had a half size of that by a Xenon light visualization. In addition, the experimentally measured droplet sizes were a good agreement with the predicted values suggested by $Fern{\acute{a}}ndez$ de la Mora and Loscertales(1994).

• Fire Science and Engineering
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• v.34 no.4
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• pp.7-12
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• 2020

A numerical study was conducted to investigate the effects of the spray characteristics of water mist on the attenuation of thermal radiation. The attenuation process of the thermal radiation, generated from a hot surface panel, passing through the water mist was calculated via Fire Dynamics Simulator (FDS), and the effects of the flow rate, droplet mean diameter, and spray injecting angle of the water mist were analyzed. The results indicated that the increase in flowrate and decrease in droplet size led to an increase in the attenuation of thermal radiation. As the thermal radiation passed through the spray droplets, the effect of the spatial distribution of spray droplets was verified by calculating the thermal radiation attenuation at different spray injecting angles. The results indicated that the radiation attenuation increases as the spray angle increases. This implies that a wider distribution of spray droplets, irrespective of the droplet size and flowrate, increases the attenuation effect on thermal radiation.