유체 소자를 이용한 미세 액적 생성

김수동; 김영원; 유정열

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김수동 (서울대학교)
김영원 (서울대학교)
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본 연구에서는 직경이 수백 ㎚로부터 수 ㎛에 이르는 균일한 크기의 액적을 생성하는 마이크로 플루이딕 플랫폼이 설계되었다. 미세한 액적을 생성하기 위하여 T-정션과 유동집속 장치가 마이크로픞 푸이딕 채널로 통합되었다. 상대적으로 큰 수성 액적들이 상류의 T-정션에서 생성되어 유동집속 장치로 이송되는데, 여기에서 각각의 액적은 압력과 점성응력의 작용에 의하여 목표로 하는 크기로 잘게 쪼개진다. 이러한 구성은 내부 유체의 매우 느린 유량과 유동집속 영역에서 내부 및 외부 유체 사이의 높은 유량비를 가능하게 한다. 본 마이크로플루이딕 장치는 약 1㎛ 크기의 직경을 가지는 액적들을 3%보다 작은 표준 편차로 생성할 수 있음이 제시되었다.

In the present study, we designed a microfluidic platform for generating monodisperse droplets with diameters ranging from hundreds of nanometers to several micrometers. To generate fine droplets, T-junction and flow-focusing geometry are integrated into the microfluidic channel. Relatively large aqueous droplets are generated at the upstream T-junction and transported to the flow-focusing geometry, where each droplet is broken into smaller droplets of the desired size by the action of pressure and viscous stress. In this configuration, the flow rate of the inner fluid can be made very low, and the ratio of the inner- and outer-fluid flow rates in the flow-focusing region can be made very high. It has been shown that the present microfluidic device can generate droplets with diameters of approximately 1 ㎛ (standard deviation: <3%).

#Fine Droplet(미세 액적) #T-junction(T자 채널) #Flow-focusing Geometry(유체 집속 구조) #Plug Movement(플러그 이동) #Flow Resistance(유동 저항)

참고문헌 (11)

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1. [학술지(정기간행물)] - Kobayashi, I / 2003 / Preparation Characteristics of oil-in-water Emulsions Using Differently Charged Surfactants in Straight-through Microchannel Emulsification / Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 229 : 33 ~ 41

2. [학술지(정기간행물)] - Anna, S. L / 2003 / Formation of Dispersions Using flow focusing in Microchannels / App. Phy. Lett. 82 (3) : 364 ~ 366

3. [학술지(정기간행물)] - Anna, S. L / 2006 / Microscale Tipstreaming in a Microfluidic Flow Focusing Device / Phys. Fluids 18 (12) : 121512-1 ~ 121512-13

4. [학술지(정기간행물)] - Tan, Y. C / 2005 / Microfluidic Separation of Satellite Droplets as the Basis of a Monodispersed Micron and Submicron Emulsification System / Lab Chip 5 (12) : 1178 ~ 1183

5. [학술지(정기간행물)] - Link, D. R / 2006 / Electric Control of Droplets in Microfluidic Devices / Angew. Chem 118 (16) : 2618 ~ 2622

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