• 한국가시화정보학회지
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• 제19권3호
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• pp.15-21
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• 2021

In this study, we investigated the dynamics of a droplet impacting rough hydrophobic surfaces through high-speed imaging. Micrometer-sized structures with grooves and pillars were fabricated on smooth Polydimethylsiloxane (PDMS) surfaces by laser ablation. We used Newtonian and non-Newtonian liquid droplets to study the drop impact dynamics. De-ionized water and aqueous glycerin solutions were used for the Newtonian liquid droplet. The solutions of xanthan gum in water were prepared to provide elastic property to the Newtonian droplet. We found that the orientation of the surface structures affected the maximal spreading diameter of the droplet due to the degree of slippage. During the droplet retraction, the dynamic receding contact angles were measured to be around 90° or less. It resulted in the formation of the micro-capillary bridges between the receding droplet and the surface structures. Then, the rupture of the capillary bridge led to the formation of micrometer-sized droplets on top of the surface structures. The size of the microdroplets was found to increase with increasing the impacting velocity and viscosity of the Newtonian liquid droplets. However, the size of the isolated microdroplets decreased with enhancing the elasticity of the droplets, and the size of the non-Newtonian microdroplets was not affected by the impacting velocity.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2003년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.214-218
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• 2003

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권4호
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• pp.353-360
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• 2011

액적 충돌은 물방울 형성 및 분무 유동 등의 현상을 예측하는데 있어 매우 중요하다. 이러한 액적 충돌은 액적 속도, 충돌 파라미터, 액적 크기비에 영향을 받아, 충돌 후 거동 특성이 결정된다. 충돌 후 액적은 반사, 합일, 스트레칭 분리, 리플렉시브 분리와 같은 거동 특성을 갖는다. 본 연구에서는 레벨셋 방법을 사용하여 충돌 후 액적 거동 특성에 대한 이상유동 해석을 수행하였다. 정면충돌 현상에 대한 2차원 축대칭 해석으로부터 합일 및 리플렉시브 분리 현상을, 비중심충돌 현상에 대한 3차원 해석으로부터 합일, 리플렉시브 분리, 스트레칭 분리 현상을 예측할 수 있었다. 이러한 해석 결과는 기존 실험 및 이론적 연구 결과와 일치하는 결과를 보였다. 또한, 초기 액적의 부피비에 대한 수송 방정식을 사용하여 충돌하는 두 액적의 성분을 추적하였다. 이로부터 크기가 다른 두 액적의 정면충돌에 대한 액적 성분 추적을 통해 액적 거동 및 액적 성분에 대해 분석하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권1호
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• pp.23-28
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• 2016

본 연구에서는 소수성 구현을 위한 표면 거칠기가 접촉각과 접촉각 이력에 미치는 영향을 평가하였다. 초발수 특성을 극대화하기 위해, 액적이 이동하기 위해 필요한 구름저항력을 제안하였으며, 이에 대한 평가를 통하여 표면에 형성한 패턴이 접촉각 이력 및 구름저항력에 큰 영향을 주는 것을 확인하였다. 초발수 특성이 요구되는 실제 응용을 위해서는 액적의 이동에 필요한 에너지를 최소화하기 위하여 접촉각을 극대화하고 동시에 접촉각 이력을 최소화하기 위한 표면 패턴 형상의 최적화가 요구됨을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권1호
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• pp.1-8
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• 2013

데칸에 물을 혼합하여 일정한 크기와 간격으로 액적을 형성하여 물과의 혼합비율, 분위기 온도, 액적의 크기와 간격 등이 유화액적의 점화와 미소폭발의 특성에 어떠한 영향을 주는가를 고온의 연소실에서 특성을 비교하였다. 점화가 시작하는 온도는 물의 비율이 낮을수록, 액적 크기가 클수록 낮아진다. 물의 혼합비율에 따른 수명시간은 단일 액적에서는 미소폭발의 영향으로 수명시간이 현저하게 짧아지나, 액적크기가 크고 분위기온도가 높을수록 미소폭발의 발생빈도는 자주 나타나게 된다. 퍼짐시간은 물의 혼합비율이 적을수록 더 빨라지고 서스펜더의 수가 많을수록 더 짧아짐을 알 수 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.26-29
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• 2008

In the fields of electronics and displays where inkjet printing has demonstrated its capability to fabricate colorant subpixels of thin film transistor liquid crystal(TFT LCD) color filters and organic light emitting diode (OLED) displays, conducting tracks and TFTs, the production of satellite droplets is one of primary things to eliminate because they generally deteriorate the pattern quality. To understand the production mechanism of satellite droplets in this paper, driving waveforms such as monopolar and bipolar were employed and the influence of the pulse duration time were investigated in both experimental and numerical aspects.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권2호
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• pp.205-213
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• 2005

The drop ejection process from a micro nozzle is investigated by numerically solving the conservation equations for mass and momentum. The liquid-gas interface is tracked by a level set method which is extended for two-fluid flows with irregular solid boundaries. Based on the numerical results, the liquid jet breaking and droplet formation behavior is found to depend strongly on the pulse type of forcing pressure and the contact angle at the gas-liquid-solid interline. The negative pressure forcing can be used to control the formation of satellite droplets. Also, various nozzle shapes are tested to investigate their effect on droplet formation.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4178-4184
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• 2013

최근 나노임프린트 리소그래피 공정이 마이크로/나노 스케일의 소자 개발에 있어서 경제적으로 대량 생산할 수 있는 기술로 주목 받고 있다. 최근 나노임프린트 기술은 공정의 고속화 및 대면적화를 통한 대량생산 기술로의 전환을 목표로 하고 있다. 자외선경화 방식의 나노임프린트의 경우 상온 및 저압의 장점과 함께 비진공 환경에서 공정이 가능하다면 진공챔버 및 고압 스테이지 등과 같은 고가의 장비가 필요 없게 됨으로써 설비비용을 낮추고 공정시간을 단축하는데 큰 기여를 할 수 있다. 그러나 비진공 환경에서는 기포결함이 종종 발생하게 된다. 본 연구에서는 비진공 환경에서의 자외선경화 방식의 나노임프린트 공정 중 레지스트의 액적도포 방법에 따른 기포형성을 연구하였다. 액적의 양과 액적의 수를 달리하여 도포한 레지스트에 대하여 충전 후 기포결함 발생을 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제36회 동계학술대회 초록집
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• pp.127.2-127.2
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• 2009