• 제목/요약/키워드: microcantilever

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Microcantilever를 이용한 나노바이오/화학 센서

  • 김태송
    • 세라미스트
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    • 제7권3호
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    • pp.48-54
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    • 2004
  • 반도체 집적화 공정 기술을 바탕으로 기계적 구조물(Micromachined mechanical structure)구현을 가능하게 한 Microelectromechanical systems (MEMS) 기술은 최근 들어 새로운 연구분야로서 크게 각광받고 있다. 이러한 MEMS 기술은 자동차, 산업, 의공학, 정보과학 등에 폭넓게 응용되고 있으며 실리콘 가공 기술 및 미세전기소자 (Microelectronics) 기술이 융합되어 전기$.$기계적인 미세소자를 제작하는데 널리 이용되고 있다. (중략)

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동적 마스크 리소그래피를 이용한 하이드로젤 국소 패터닝 기법과 캔틸레버 제작 (Local hydrogel patterning and microcantilever fabrication using dynamic mask lithography)

  • 이정철;이일
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.809-809
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    • 2013
  • We report a new method for highly controllable local patterning of a hydrogel on microfabricated cantilevers and fabrication of all hydrogel microcantilevers. We constructed a dynamic mask based photolithography setup using a commercial beam projector, a 3-axis microstage and other optical components. Dynamic masks generated from the beam projector controlled the shape, size, and position of hydrogel patterns while the 3-axis microstage mainly controlled the thickness of hydrogel patterns and hydrogel microcantilevers. Using the constructed setup, polyethyleneglycol diacrylate (PEGDA) was patterned on microfabricated cantilevers in a highly controlled manner. Currently, the smallest PEGDA patternable is a 5-${\mu}m$-diameter circle with a thickness of ~$10{\mu}m$. To confirm thicknesses of patterned PEGDAs on silicon microcantilevers, resonance frequencies of microcantilevers were measured before and after each PEGDA patterning. Thicknesses extracted from resonance measurements showed good agreement with measurements using an optical microscope. In addition, PEGDA microcantilevers with various dimensions and thicknesses were fabricated on glass and silicon substrates. Surfaces of fabricated all hydrogel microcantilevers were flat enough to facilitate other post processing and to be used for various sensing applications.

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Quantitative Label-free Biodetection of Acute Disease Related Proteins Based on Nanomechanical Dynamic Microcantilevers

  • Hwang, Kyo-Seon;Cha, Byung-Hak;Kim, Sang-Kyung;Park, Jung-Ho;Kim, Tae-Song
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제7권3호
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    • pp.151-160
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    • 2007
  • We report the label-free biomolecules detection based on nanomechanical micro cantilevers operated in dynamic mode for detection of two marker proteins (myoglobin and creatin kinase-MB (CK-MB)) of acute myocardical infarctions. When the specific binding between the antigen and its antibody occurred on the fuctionalized microcantilever surface, mechanical response (i.e. resonant frequency) of microcantilevers was changed in lower frequency range. We performed the label-free biomolecules detection of myoglobin and CK-MB antigen in the low concentration (clinical threshold concentration range) as much as 1 ng/ml from measuring the dynamic response change of micro cantilevers caused by the intermolecular force. Moreover, we estimate the surface stress on the dynamic microcantilevers generated by specific antibody-antigen binding. It is suggested that our dynamic microcantilevers may enable one to use the sensitive label-free biomolecules detection for application to the disease diagnosis system based on mechanical immuno-sensor.

생체물질 리셉터를 이용한 마이크로 캔틸레버 센서의 선택성 향상 (High-selective microcantilever sensor using a biopolymer receptor)

  • 유용경;이정훈
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1698-1699
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    • 2011
  • 본 연구는 압전 마이크로캔틸레버 및 생체물질 리셉터를 이용한 인공 후각 장치에 대한 연구이다. 기존의 인공 후각 장치는 폴리머 리셉터를 이용하여 선택적인 감별이 어려웠으나, 본 연구에서 적용된 펩타이드 바이오폴리머 리셉터의 적용을 통해 DNT가스에만 선택적으로 결합하는 후각센서의 개발이 가능하였으며, 이를 통해 인공후각 시스템의 응용가능성에 대해 논하고자 한다.

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적합직교분해법을 이용한 복잡한 동적응답의 선형화 모델링 기법 (Linearized Modeling Technique for Complex Dynamic Responses Using Proper Orthogonal Decomposition)

  • 이수일;홍상혁
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.156-159
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    • 2008
  • Proper orthogonal decomposition is a statistical pattern analysis technique for finding the dominant components, called the proper orthogonal modes, in ensembles of spatially distributed data. We present recent ideas based on proper orthogonal decomposition (POD) and detailed experiments that yield new perspectives into the microscale structures. The linearized modeling technique based on POD is very useful to show the principal characteristics of the complex dynamic responses.

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원자 힘 현미경을 이용한 단일 생분자 힘 측정 (Single Interaction Force of Biomolecules Measured with Picoforce AFM)

  • 정유진;박준원
    • 한국진공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.52-57
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    • 2007
  • 생명현상 발현에 중요한 역할을 하는 생체 분자간 특이적 상호작용을 단분자 수준에서 이해하려는 연구는 매우 중요한 일이다. 나노 바이오 측정기술을 이용하여 여러 복잡한 생명현상을 그 기본 단위인 단일 세포 차원에서 직접 측정하여 응용하려는 시도가 이루어지고 있다. 이런 시도로써, 원자힘 현미경을 이용한 생체분자간의 결합력 측정은 생명현상과 가장 유사한 환경에서 단일 생체 분자간 또는 분자 내 힘을 직접 측정함으로써, 단일 생체분자의 현상을 관찰 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 특히 단분자 힘 분광학을 이용한 단일 생체분자내의 세부 단위체간 상호작용에 대한 연구와 단백질-단백질, 단백질-리간드, DNA-DNA의 분자인지 상호작용에 대한 연구는 많은 생명과학 분야 연구자들의 관심을 끌고 있을 뿐만 아니라 더 나아가 새로운 관련 기술의 개발을 촉진시키고 있다.

등가강성요소 모델을 이용한 AFM 마이크로캔틸레버의 진동해석 (Vibration Analysis of AFM Microcantilevers Using an Equivalent Stiffness Element Model)

  • 한동희;김일광;이수일
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권5호
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    • pp.461-466
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    • 2015
  • 원자현미경(AFM)은 마이크로캔틸레버 끝단의 팁이 시료에 다가갈 때 발생하는 팁과 시료 표면 사이의 상호작용을 이용하여 시료의 다양한 특성들을 찾아내는 매우 유용한 도구이다. 본 논문에서는 이러한 AFM 마이크로캔틸레버의 팁과 시료 사이의 상호작용력을 비선형 스프링을 이용하여 동일한 강성을 갖는 요소로 모델링 하였고 유한요소법을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 시뮬레이션 결과를 적합직교분해법을 이용하여 분석함으로써 AFM 마이크로캔틸레버의 복잡한 동적 특성을 파악하였으며 이를 같은 방법으로 분석한 실험 결과와 비교하였다. 그 결과 팁과 시료 사이의 상호작용력을 효과적으로 모델링 할 수 있는 방법을 제시하였으며 이러한 상호작용력으로 인해 고차모드의 영향이 증가함을 확인하였다.

멤스 기반의 캔틸레버 형 전극을 가진 마이크로 디바이스를 이용한 단일세포의 Electroporation 및 유전자 Transfection (Single-cell Electroporation and Gene Transfection using MEMS-based Microdevice with Cantilever-type Microelectrode)

  • 조영학;김범준
    • 한국정밀공학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.85-91
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    • 2010
  • In this paper, we present details on fabrication of single-cell electroporation microdevice, practical experiments of single-cell electroporation with our fabricated microdevice. Also, the continuous electroporation for the continuous flow of cells is used for high-throughput electroporation. The delivery efficiency and cell viability tests are provided and the successful GFP transfection into cells is also evaluated with a fluorescent microscope after electroporation. This device enables to reduce the size of samples and thus the use of small amount of reagents. Also, it makes it possible to permit to avoid cell discrimination (transfected cells versus non-transfected cells) encountered when traditional bulk electroporation is held.

Optically Actuated Carbon Nanocoils

  • Wang, Peng;Pan, Lujun;Li, Chengwei;Zheng, Jia
    • Nano
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    • 제13권10호
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    • pp.1850112.1-1850112.6
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    • 2018
  • Optical manipulation on microscale and nanoscale structures opens up new possibilities for assembly and control of microelectromechanical systems and nanoelectromechanical systems. Static optical force induces constant displacement while changing optical force stimulates vibration of a microcantilever/nanocantilever. The vibratory behavior of a single carbon nanocoil cantilever under optical actuation is investigated. A fitting formula to describe the laser-induced vibration characteristics is deduced based on a classical continuum model, by which the resonance frequency of the carbon nanocoil can be determined directly and accurately. This optically actuated vibration method could be widely used in stimulating quasi-1D micro/nanorod-like materials, and has potential applications in micro-/nano-opto-electromechanical systems.