• KSTLE International Journal
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• 제7권1호
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• pp.14-17
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• 2006

In this paper, we report on the replication of surface topography of natural leaf of Lotus onto thin polymeric films using a capillarity-directed soft lithographic technique. PDMS molds were used to replicate the surface. The replication was carried out on poly(methyl methacrylate) (PMMA) film coated on silicon wafer. The patterns so obtained were investigated for their friction properties at micro-scale using a ball-on-flat type micro-tribo tester, under reciprocating motion. Soda lime balls (1 mm diameter) were used as counterface sliders. Friction tests were conducted at a constant applied normal load of $3000{\mu}N$ and speed of 1mm/s. All experiments were conducted at ambient temperature ($24{\pm}1^{\circ}C$) and relative humidity ($45{\pm}5%$). Results showed that the patterned samples exhibited superior tribological properties when compared to the silicon wafer and non patterned sample (PMMA thin film). The reduced real area of contact projected by the surfaces was the main reason for their enhanced friction property.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.432-432
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• 2011

Dry adhesion caused by Nanoscale contact comes up to important scientific issue. Herein, we introduce bendable nanohairy locking fastener system with high shear strength and mechanically flexible backing. The polymeric patches like velcro are composed of an array of straight nanohairs with 100 nm diameter and $1{\mu}m$ height. To fabricate high aspect vertical nanohairs, we used UV molding method with appropriately flexible and rigid polyurethane acrylate material on PET substrate. Two identical nanohairy patches are easily merged and locked each other induced by van der Waals force. Because nanohairs can be arrayed with high density ${\sim}4{\times}10^8/cm^2$, we can obtain high shear adhesion force on flat surface (~22 N/$cm^2$). Furthermore, we can obtian nanohairy locking system with maximum shear adhesion ~48 N/$cm^2$ of curved surface due to flexibility of PET substrate. We confirm the tendency that shear adhesion force increases, as radius of curvature increases.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권1호
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• pp.89-95
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• 2012

본 연구에서는 부피가 다른 두 유체의 효과적인 유동제어를 위하여 Stokes 유동 방정식을 기반으로 설계된 미세채널을 제안한다. 부피가 다른 두 유체가 압력 구동에 의하여 주입구를 통과하는 과정에서, 두 유동이 동시에 만나 주어진 부피비를 유지하며 흘러나간 후에 일시에 끝날 수 있도록 주입구의 폭과 길이를 조절하였다. 디자인된 미세채널은 비압축성, 뉴턴 유체의 과도상태 유동에 대한 전산유체역학 모사를 수행하였다. 또한, 소프트리소그래피를 통해 미세유체칩을 제작하고, 압력 구동에 의한 부피가 다른 두 유체의 유동 특성을 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.274.1-274.1
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• 2013

We report the circumferential alignment of human aortic smooth muscle cells (HASMCs) in an orthogonally micropatterned circular microfluidic channel to form an in vivo-like smooth muscle cell layer. To realize a biomimetic smooth muscle cell layer which is aligned perpendicular to the axis of blood vessel, we first fabricated a half-circular polydimethylsiloxane (PDMS) microchannel by soft lithography using a convex PDMS mold. The orthogonally micro wrinkle patterns were generated inside the half-circular microchannel by stretching-releasing operation under UV irradiation. Upon UV treatment with uniaxial 40 % stretch of a PDMS substrate and releasing process, the microwrinkle patterns perpendicular to the axial direction of the circular microchannel were generated, which could guide the circumferential alignment of HASMCs successfully during cultivation. The analysis of orientation angle, shape index, and contractile protein marker expression indicates that the cultured HASMCs revealed the in vivo-like cell phenotype. Finally, we produced circular microchannels by bonding two half-circular microchannels, and cultured the HASMCs circumferentially with high alignment and viability for 5 days. These results are the first demonstration for constructing an in vivo-like 3D smooth muscle cell layer in the circular microfluidic channel which can provide novel bioassay platforms for in-depth study of HASMC biology and vascular function.

• 한국광학회지
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• 제3권1호
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• pp.67-72
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• 1992

7년전 두 개의 그룹에 의해 강한 증폭된 자발 방출이 200.angs. 영역에서 관찰된 이래, 증폭도의 증가와 작동 파장영역의 확장등에서 세계적으로 많은 X-선 레이저 연구가 이루어져 왔다. X-선 레이저의 개발은 살아있는 생체조직을 고분해능으로 관찰할 수 있는 X-선 현미경 기술, 세포의 3차원 상을 가능케 하는 X-선 홀로그래피 기술, 고밀도 플라즈마의 진단 등의 여러 분야에 응용될 것이다. 국내에서도 기초적인 X-선 레이저 개발에 대한 연구가 과학기술원과 포항공과대학에서 시작되고 있어 곧 고무적인 연구결과가 나올 것으로 기대된다.

• 한국진공학회지
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• 제15권4호
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• pp.354-359
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• 2006

일반적인 포토리소그래피를 사용하지 않고 마이크로미터 혹은 나노미터 단위의 패턴형성을 위한 연구가 최근 많은 연구그룹에 의해 진행되고 있다. 본 실험에서는 패턴이 형성된 polydimelthylsiloxane (PDMS) 몰드를 octadecyltrichlorosilane (OTS) 용액에 dipping 하여 PDMS 표변에 OTS 단분자막을 형성하고 micro contact printing (${\mu}-CP$) 방법으로 OTS 단분자 막을 유리기판 표면위로 전사하였다. 전사된 OTS 단분자막은 친수성 유리기판 위에서 소수성 표면특성을 갖게 하며, 친수성은 용액 속에 dipping 하였을 때 소수성 표면 위에는 코팅되지 않도록 한 이 방법을 이용하여 유리기판 위에 Ag 패턴을 형성하였다. 또한, 세척직후 친수성 표면 특성을 보이는 유리기판의 시간에 따른 접촉각 측정을 통해 표면에너지의 변화를 분석하였다.

• Journal of Magnetics
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• 제17권4호
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• pp.302-307
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• 2012

We have designed, fabricated and tested an integrated microfluidic chip with a Planar Hall Effect (PHE) sensor. The sensor was constructed by sequentially sputtering Ta/NiFe/Cu/NiFe/IrMn/Ta onto glass. The microfluidic channel was fabricated with poly(dimethylsiloxane) (PDMS) using soft lithography. Magnetic nanoparticles suspended in hexadecane were used as ferrofluid, of which the saturation magnetisation was 3.4 emu/cc. Droplets of ferrofluid were generated in a T-junction of a microfluidic channel after hydrophilic modification of the PDMS. The size and interval of the droplets were regulated by pressure on the ferrofluid channel inlet. The PHE sensor detected the flowing droplets of ferrofluid, as expected from simulation results. The shape of the signal was dependent on both the distance of the magnetic droplet from the sensor and the droplet length. The sensor was able to detect a magnetic moment of $2{\times}10^{-10}$ emu at a distance of 10 ${\mu}m$. This study provides an enhanced understanding of the magnetic parameters of ferrofluid in a microfluidic channel using a PHE sensor and will be used for a sample inlet module inside of integrated magnetic lab-on-a-chip systems for the analysis of biomolecules.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권4호
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• pp.385-390
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• 2011

본 연구에서는 미세채널과 나노채널의 교차부에 불균형 동전기성을 이용한 미세혼합기를 개발하였다. 채널 내 용액의 혼합은 인가된 전압에 의한 전기삼투유동과 미세채널과 나노채널 교차 부에서의 불균형 동전기성에 의한 와류현상에 의해 이루어진다. 미세채널은 PDMS 을 이용하여 소프트리소그래피 공정으로 제작하였고, 나노채널은 미세채널의 특정위치에 전기적 충격에 의한 PDMS 의 파괴로 매우 간단하게 제작하였다. 혼합성능을 평가하기 위하여 형광물질인 Rhodamine B 용액을 이용하여 혼합 전과 후의 형광 분포를 분석하였으며, 약 90%의 혼합을 얻을 수 있었다. 본 연구의 미세혼합기는 복잡한 공정을 요구하지 않고 매우 간단하게 제작되었으며, 생화학시료 분석을 위한 미세시스템에 활용될 수 있다.

• 공업화학
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• 제24권5호
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• pp.562-565
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• 2013

고순도의 알루미늄 호일은 전기화학적 에칭을 통해 표면적을 증가시킨 후 전해 커패시터의 양극으로 사용된다. 그러나 산화 피막의 결함 및 에치 피트의 불규칙 생성에 의해 성장된 에치 피트의 분포는 불균일하며 이러한 불균일 형태는 알루미늄 넓은 표면적 분포에도 불구하고 여러 형태의 적용을 어렵게 만든다. 본 연구에서는 알루미늄의 선택적 에칭을 위해 포토리소그래피 방법으로 제작된 패턴 마스크를 사용하여 알루미늄 표면에 균일성을 갖는 보호층을 형성시켰다. 균일한 패턴을 갖는 알루미늄을 용액의 온도 및 전류밀도 등의 조건을 변경하여 실험하였고, 알루미늄 표면에 다양한 크기($2{\sim}5{\mu}m$)의 균일성을 갖는 에치 피트의 형성을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권3호
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• pp.209-216
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• 2007

Bacterial chemotaxis is essential to the study of structure and function of bacteria. Although many studies have accumulated the knowledge about chemotaxis in the past, the motion of a single bacterium has not been studied much yet. In this study, we have developed a device microfabricated by soft lithography and consisting of microfluidic channels. The microfluidic assay generates a concentration gradient of chemoattractant linearly in the main channel by only diffusion of the chemicals. Bacteria are injected into the main channel in a single row by hydrodynamic focusing technique. We measured the velocity of bacteria in response to a given concentration gradient of chemoattractant using the microfludic assay, optical systems with CCD camera and simple PTV (Particle Tracking Velocimetry) algorithm. The advantage of this assay and experiment is to measure the velocity of a single bacterium and to quantify the degree of chemotaxis by statistically analyzing the velocity at the same time. Specifically, we measured and analyzed the motility of Escherichia coli strain RP437 in response to various concentration gradients of L-aspartate statistically and quantitatively by using this microfluidic assay. We obtained the probability density of the velocity while RP437 cells are swimming and tumbling in the presence of the linear concentration gradient of L-aspartate, and quantified the degree of chemotaxis by analyzing the probability density.