• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권2호
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• pp.141-153
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• 2014

액적기반의 미세유체 시스템은 마이크로 시험관으로서 화학, 생물학 연구에 적용하기 위해 개발되었다. 미세유체 시스템에서 피코부피(picoliter)의 매우 작은 액적은 소형화된 시스템 내에서 잘 정형화 되고 구획화된 반응기로 제공되어 진다. 매우 작은 액적에서의 반응은 자동화된 초고속 대용량 스크리닝 시스템을 통하여 저가이면서 고효율적으로 수행될 수 있다. 본 총설에서는 액적 기반의 미세유체시스템의 기능들인 액적 형성, 정교한 액적 제어, 다양한 응용분야에 대해 소개하고자 한다. 또한 화학적, 생물학적 새로운 응용분야에 관해 알아보고, 기존의 방법과 비교하여 액적기반의 미세유체 시스템이 갖는 장점에 관해 논의하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권5호
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• pp.545-555
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• 2010

최근 액적 기반의 미세유체 시스템은 물리, 화학, 생물학등의 기초과학과 재료과학 분야까지 매우 폭넓게 활용되고 각광받고 있는 기술분야이다. 본 총설은 액적기반 미세유체 시스템의 미세유체 반응기 제작 기술, 액적 형성 원리, 액적 혼합 및 제어, 그리고 새로운 기능성 재료의 합성등의 폭넓은 응용분야에 관해 자세하게 소개하고자 한다. 더불어 액적기반 미세유체 시스템의 가장 큰 장점인 입자의 크기 조절 방법, 형태, 모양 및 구조의 제어 기술에 관해 논의하고자 한다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.251-252
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• 2022

The microfluidic controlled droplet manufacturing system is one of the most powerful methods for capsule manufacturing. The microfluidic control method can control the type and size of the capsule by changing the size and configuration of the channel. In addition, by increasing the number of channels, capsules of uniform size can be mass-produced. In this paper, a capsule manufacturing system including flow-focusing and T junction method was designed. In addition, the effectiveness of this system was verified by manufacturing multi-emulsion capsules with a size of 2.2 to 3 mm.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.247-248
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• 2022

The microfluidic controlled droplet production system is one of the most powerful methods for capsule manufacturing. However, stable production is not possible when the powder is included. We solved the above problem by developing an off-chip droplet production system. we checked the droplet creation mechanism and created a simple repair model. It was possible to produce a uniform and stable droplet regardless of the powder content.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권6호
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• pp.760-765
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• 2013

액적기반 미세유체 시스템을 이용해 난백단백질인 라이소자임의 결정화실험을 하였다. Flow-focusing 칩을 이용해 water-in-oil 형태의 액적을 만들고 페트리 디쉬와 십자몰드에 넣은 후, 액적 내부에서 라이소자임 수용액과 침전제 (NaCl) 사이의 액-액 반응을 관찰하였다. 그리고 수용액의 pH가 4.8일 때와 7.2일 때의 결정형태를 비교하였다. 그 결과, pH 4.8에서는 다면체 또는 판상형의 결정이 형성되었고, pH 7.2에서는 침상형 결정이 생성되었다. pH 4.8, 7.2 두 경우 액적이 홀로 있을 때에는 액적부피가 유지되거나 감소하면서 결정이 형성되었다. 하지만 액적이 서로 인접해 있을 때는 액적사이의 상호작용이 관찰되었고, 두 pH에서 다른 경향성을 보였다. pH 4.8에서는 인접한 액적의 부피에 영향을 주어 한 액적의 부피가 커졌고, 부피가 커진 액적에서 결정이 형성되었다. pH 7.2에서는 부피에 영향을 서로 주지 않고 각각의 액적에서 결정이 형성되었다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제19권2호
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• pp.41-47
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• 2021

River and stream are the important water supply source in our lives. Eutrophication causes excessive green algae growth including microcystis, which makes harmful to ecosystem and human health. Therefore, the water purification process to remove green algae is essential. In Korea, green algae alarm system exists depending on the concentration of green algae cells in river or stream. To maintain the growth amount under control, green algae monitoring system is being used. However, the unmanned, small and automatic monitoring system would be preferable. In this study, we developed the 3D printed device to measure the concentration of green algae cell using microfluidic droplet generator and deep learning. Deep learning network was trained by using transfer learning through pre-trained deep learning network. This newly developed microfluidic cell counter has sufficient accuracy to be possibly applicable to green algae alarm system.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.106-112
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• 2014

본 연구에서는 미세액적을 효과적으로 합류시키기 위하여 미세기둥 구조들에 따른 영향 및 정체 현상 조절에 관한 연구를 수행하였다. 최적의 미세액적 합류조건을 찾기 위하여 매우 정교하게 조절이 가능한 미세 밸브를 접목하였다. 수용성 미세액적은 연속상으로 0.5 wt% Span 80이 함유된 미네랄 오일을 사용하였다. 합류과정은 미세유체 칩 내부에 위치한 미세기둥의 구조와 배치를 통해 액적 주위의 압력과 액적 내부의 라플라스 압력의 차이를 조정하여 수행된다. 마지막으로 최적의 합류 구조를 지닌 미세유체시스템에서 효소 생화학반응 실험을 수행함으로써 본 장치가 생물학 및 생화학 실험을 수행하는 유용한 도구로서 사용될 수 있음을 입증하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.2349-2351
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• 2003

This paper reports a novel microfluidic system, by which microfluidic delivery, transport and control can be digitally realized in femtoliter scale. Microelectronic grade $N_2$ from a pressurized canister was passed through HPLC tubing into a micro injector. The micro injector was driven and controlled digitally by the control system that can apply various control parameters such as pulse frequencies. A front-end of micro nozzle was inserted the dyed oil to collect droplets injected. The diameter of a droplet was measured by a microscope and a CCD camera, and then its volume can be calculated on the assumption that the droplet is spherical. The micro nozzles were simply pulled in glass capillary tubes by the micro puller self-made, and the geometry parameters of the micro nozzles can be adjusted easily. Experiments have successfully been carried out, and the results demonstrated that the proposed digital micro injector possesses three significant advantages : precise ultra-small liquid volume in femtoliter scale, digital microfluidic control and micro devices fabricated by simple glass process, not based on IC process.

• 한국가시화정보학회지
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• 제15권1호
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• pp.47-52
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• 2017

In droplet-based microfluidic systems, in-droplet preconcentration of a sample is one of the important prerequisites for biochemical or medical analysis. There have been a few studies on preconcentration in a moving droplet, but they are limited to practical applications since 1) their method are time-consuming or 2) they require specific properties such as electric and magnetic properties. In this study, we demonstrated the position control of polystyrene particles of 5 and $10{\mu}m$ in diameter inside a moving water-in-oil droplet using traveling surface acoustic waves. Since the frequencies for effective control of each diameter were found, microparticles with no labels could be utilized. In addition, the proposed method enabled on-demand preconcentration inside a polydimethylsiloxane microchannel. In-droplet preconcentration of microparticles was realized by splitting a mother droplet with manipulated particles at a downstream bifurcation zone. Given these advantages, the proposed system is a promising acoustofluidic lab-on-a-chip platform for preconcentration inside a droplet.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권5호
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• pp.761-766
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• 2018

액적-기반 미세유체장치는 물질 합성 및 초고속 대용량 스크리닝 등 다양한 응용분야에서 변형 가능한 새로운 접근법을 이끌어 냈다. 그러나 단일의 액적생성기를 이용한 액적의 생성 속도가 매우 낮기 때문에 이를 상용화 하기 위해서는 생산속도를 높이기 위한 노력이 필요하다. 본 연구는 단일의 유동-집속 생성기를 병렬로 연결하여 단분산성 액적의 생성 속도를 높이는 방법에 관한 것이다. 이러한 액적생성기를 갖는 미세유체장치를 제작하기 위해 본 연구에서는 양면 임프린팅 방법을 이용하여 단층 엘라스토머 조각에3차원의 마이크로 채널을 갖는 3D 모놀리식 탄성중합체 장치(monolithic elastomer device, 3D MED)를 제작 할 수 있다. 이렇게 제작된 8개의 액적생성기가 연결된 3D MED를 이용하여 연속상과 분산상의 유체를 조절하여 단분산성 액적의 형성속도가 향상되었음을 증명하였다. 따라서 본 미세유체시스템을 사용하여 다양한 재료 또는 세포들을 함유하는 단분산성 액적을 형성하여 마이크로입자 제조 및 스크리닝 시스템과 같은 넓은 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.