• 로봇학회논문지
• /
• 제4권3호
• /
• pp.225-232
• /
• 2009

In the high precision robot systems, the most popular tasks may be handling of micro-scale objects on a surface such as a micromanipulation robot system. In handling of micro-scale objects, the stiction effect becomes a fundamental issue since the micro-contact mechanics dominates the micromanipulation robot system. In the paper, a theoretical non-stick condition derived from the micro-contact mechanics is carried out for the propose of micro-scale object manipulation. To verify the non-stick condition, a micro-manipulation robot system equipped with a high precision stage system and a microscope system is developed. Experimental results show that the proposed non-stick condition guarantees successful micro-scale object manipulation.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.3-9
• /
• 2010

Micro particles in fluid can be manipulated by using ultrasonic standing wave since the ultrasound makes particles move by means of its acoustic radiation force. This work concerns the micro particle manipulation system using ultrasonic standing wave which consists of a microchannel, a reflector, and an ultrasonic transduer. In the present system, the effects of the structural elements should be carefully considered to comprehend the system and find the optimal operational condition. In this investigation, finite element analysis was employed to analyze the system. Some interesting characteristics on the reflector thickness, the channel width, and the operational frequency were observed. Several experimental results were compared with the analytic results. Consequently, this work solidifies the importance of those system parameters and reveals the possibility of various applications of the particle manipulation using ultrasonic standing wave.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.565-570
• /
• 2009

Micro particles in fluid can be manipulated by using ultrasonic standing wave since the ultrasound makes particles move by means of its acoustic radiation force. This work concerns the micro particle manipulation system using ultrasonic standing wave which consists of a microchannel, an adaptive layer, a reflector, and an ultrasonic transduer. In the present system, the effects of the structural elements should be carefully considered to comprehend the system and find the optimal operational condition. In this investigation, finite element analysis was employed to analyze the system. Some interesting characteristics on the reflector thickness, the channel width, and the operational frequency were observed. Several experimental results were compared with the analytic results. Consequently, this work solidifies the importance of those system parameters and reveals the possibility of various applications of the particle manipulation using ultrasonic standing wave.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.189-196
• /
• 2013

Dielectrophoresis(DEP) is useful in manipulation and separation of micro-sized particles including biological samples such as bacteria, blood cells, and cancer cells in a micro-fluidic device. Especially, those separation and manipulation techniques using DEP in combination of micro fabrication technique have been researched more and more. Recently, it is revealed that a window structure of insulating layer in microfluidic DEP chip is key role in trap of micro-particles around the window structure. However, the trap phenomenon-driven by DEP force gradient did not fully understand and is still illusive. In this study, we characterize the trap mechanism and efficiency with different shapes of window in a microfluidic DEP chip. To do this characterization, we fabricated 4 different windows shapes such as rhombus, circle, squares, and hexagon inside a micro-fluidic chip, and performed micro-sized particles manipulation experiments as varying the frequency and voltage of AC signal. Moreover, the numerical simulation with the same parameters that were used in the experiment was also performed in order to compare the simulation results and the experimental results. Those comparison shows that both results are closely matched. This study may be helpful in design and development of microfluidic DEP chip for trapping micro-scaled biological particle.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
• /
• 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
• /
• pp.910-911
• /
• 2006

We newly designed and manufactured a new arranging system for a three-dimensional artificial crystal of monosized micro particles. In this system, a robotic micro-manipulator accurately locates the spherical particle onto the lattice point, and subsequently fiber lasers micro-weld the contact points between the neighboring particles. Actually, one- and two-dimensional arrays were constructed using monosized tin particles with the diameter of 400 m. Moreover, due to optimization of the process parameters, we successfully constructed the artificial crystals of simple cubic and diamond structures. In particular, the diamond structure which can represent a large photonic band gap is expected to progress toward a practical photonic crystal device.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.1501-1506
• /
• 2005

This paper presents the design of a multiple beam optical tweezers instrument used for manipulating micro/nano-sized components. The basic equations used in designing the optical tweezers are derived and the stable and time-sharing multiple beam optical tweezers are constructed with scanning mirrors. The laser beam passes through a series of optical components such as lenses, mirrors, and scanning mirrors, and overfills the entrance aperture of microscope objective, which gives a stable trap. By rotating the laser beam with the scanning mirror, the focal positions are translated in the specimen plane and multiple micro/nano-sized objects can be moved. The constructed optical tweezers is used to manipulate cells and liposomes simultaneously and to trap multiple nano-wires. The experiments prove that the developed optical tweezers can be a very versatile manipulation tool for studying gene therapy and nano device fabrication.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.131-136
• /
• 2008

정재초음파를 이용하면 유체에 잠겨 있거나 유체를 따라서 흐르는 미세 입자의 조작이 가능하다. 정재초음파 장이 입자에 힘을 작용하여 입자를 음압마디 또는 반음압마디로 이동시킨다. 본 연구에서는 정재초음파의 주파수를 조정함으로써 유동 중 미세 입자의 위치를 제어하는 방법을 제안하고자 한다. 이를 위해 먼저 수침형 초음파 트랜스듀서를 이용하여 폭 수 밀리미터의 미세 채널을 가지는 정재초음파 발생시스템을 구성하였다. 제안한 발생시스템을 이용하여 주파수 2 MHz부터 2.5 MHz까지 영역에서 정재초음파 장을 발생시키고, 물을 따라 흐르는 수 마이크로미터 내외의 탄화규소 입자가 음압 마디로 잘 이동함을 확인하였다. 이때, 미세 채널의 폭과 주파수가 입자의 거동에 미치는 영향을 관찰하였으며, 주파수가 미세입자의 이동 위치를 결정하는 중요한 파라미터임을 확인하였다. 결과적으로, 초음파의 주파수를 조정함으로써 입자의 이동 위치를 제어할 수 있음을 실험을 통해 확인하였으며 최대 범위는 약 261 마이크로미터이다. 본 연구로부터 유체내의 입자 조작에 있어서 정재초음파의 다양한 응용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 분석과학
• /
• 제13권4호
• /
• pp.440-445
• /
• 2000

흔적량 입자분석을 위해서는 흔적량의 입자를 다룰수 있는 미세도구가 필요하며 이들을 능숙하게 다룰수 있는 기술 또한 필수적이다. 본 연구에서는 다양한 미세도구들의 제작 및 사용방법을 소개하고 원자력 시설의 먼지시료 중 존재하는 우라늄입자의 동위원소비를 측정하였으며 이 결과로부터 미신고 핵활동 시설에서 사용한 우라늄의 종류를 알아 낼 수 있는 기술의 가능성을 확인하였다. 원자력 시설내의 오염가능 지역에서 기기의 표면 또는 바닥을 여과지로 문질러 시료를 채취하였고 먼지 중 존재하는 흔적량의 우라늄입자는 고체트랙 검출기를 이용하여 참아내었으며, 찾은 미세크기의 우라늄 입자는 미세도구를 사용하여 절단 분리한 후 TIMS의 필라멘트로 옮겨서 우라늄입자의 동위원소 비를 측정하였다.

• Composites Research
• /
• 제25권6호
• /
• pp.178-185
• /
• 2012

본 연구에서는 기능성 나노복합재를 제작하는 방법이 제시되었다. 미소 입자들을 포함하고 있는 점성을 가진 유체에 전기장을 가하여 유체속에 포함된 입자들을 전기장의 방향에 따라 규칙적으로 배열을 하였다. FAiMTa 기술이라고 불리는 이 방법은 마이크로 혹은 나노 사이즈의 입자들을 체인의 형태로 배열하여 직교이방성 폴리머 나노복합재의 제작을 가능하게 하였다. 알루미나($Al_2O_3$), 탄소나노튜브(CNT), 탄소(Graphite), 텅스텐(W) 등의 마이크로 혹은 나노 사이즈 입자 분말을 사용하여 FAiMTa기술의 유효성을 확인하는 시험을 수행하였다. 이러한 입자들을 전기장을 사용하여 일정한 방향으로 배열하여 직교이방성 폴리머 복합재를 만들었고, 시험시편의 물리적 특성 즉 기계적 열적 특성을 측정하여 방향성을 확인하였다. 이렇게 제작된 첨단 나노복합재는 각종 산업분야에서 큰 효과가 기대된다.