• 한국음향학회지
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• 제39권5호
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• pp.435-440
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• 2020

음향집게는 마이크론 단위의 미세입자를 비접촉 방식으로 조작할 수 있어 다양한 생체공학 응용에 사용되고 있다. 현재까지 음향집게는 in vitro 실험을 목적으로 개발되어 임의파형 발생기와 전력 증폭기와 같은 부피가 큰 고가의 장비를 사용하여 구현하였다. 따라서 이러한 시스템은 이동이 불편하여 한정된 공간에서만 사용이 가능하기 때문에 향후 in vivo 및 임상 실험에 적합하지 않은 구조를 가진다. 따라서 본 논문에서는 이동이 가능한 휴대용 음향집게를 개발하고 그 성능을 평가하였다. 개발한 휴대용 음향집게 시스템은 하나의 Field Programmable Gate Array(FPGA)와 2 개의 펄서로 구현되었으며, Universal Serial Bus(USB) 통신을 이용하여 Personal Computer(PC)에서 송신 주파수 및 펄스 길이 등을 실시간으로 조절이 가능하도록 설계하였다. 개발한 시스템은 최대 20 MHz의 중심 주파수 까지 송신이 가능하며, 미세입자 및 세포를 포획할 수 있는 충분한 힘을 생성할 수 있었다. 개발한 시스템의 성능을 평가하기 위하여 40 ㎛와 90 ㎛ 크기의 폴리스티렌 입자를 포획 및 조정하였다.

• 한국음향학회지
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• 제42권5호
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• pp.452-459
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• 2023

음파의 힘을 이용하는 음향집게는 나노 단위의 세포외소포에서 밀리미터 단위의 대규모 다세포생 물체까지 다양한 생체 입자를 조작하는 데 사용되는 매우 유용한 도구이다. 해당 분야는 수십년간 점진적인 개발이 이루어지고 있으며, 단일 초음파 빔을 사용하는 단일 빔 음향 집게(Single Beam Acoustic Tweezers, SBAT)기술 또한 세포 및 생물체 정밀 이동 및 분석이 가능한 플랫폼으로 발전했다. 최근 혁신적인 발전으로 SBAT를 이용하여 입자/세포 분리, 단일 세포 변형 기술이 개발되었으며 이로 인해 의공학 분야에서 학문적인 관심을 모으고 있다. 본 종설에서 SBAT기술의 기초 원리와 작동 방법에 대해서 설명하며 그간의 연구를 요약하고 이를 바탕으로 향후 연구에 대해서 전망한다.

• 한국음향학회지
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• 제27권7호
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• pp.357-364
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• 2008

정상파와 초고주파 집속 빔을 이용한 초음파 음향집게의 개발 가능성을 타진하는 것을 목적으로, 수중에 놓인 미세입자의 위치를 제어할 수 있는 시스템을 구축하였다. 그 시스템은 입자를 평면 정상파의 방사력에 의해 1차적으로 포획하여 집속 빔의 초점 부근으로 이동시킨 다음, 초고주파 집속 빔의 방사력을 이용하여 2차적으로 포획하는 것이다. 구축된 시스템에 의해 구형 미세 입자의 위치제어 실험을 행한 결과, 정상파 음장에서는 음압의 마디에 입자가 잘 포획되었으며, 주파수의 조정에 의해 그 입자를 임의 위치로 이등조작이 가능하였다. 그리고 단일의 초고주파 집속 빔에 의해서는 음원으로부터 멀어지는 방향으로만 구동력이 작용하나, 2개의 대항하는 집속 빔을 사용할 경우 그 중심 부근에 포획됨을 알았다.