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초미세 유체 제어 시스템 구현을 위한 마이크로 펌프와 밸브의 집적
유종철(Jong-Chul Yoo),허현정(Hyun-Jung Her),최영진(Y.J. Choi),강치중(C. J. Kang),김한수(Han-Soo Kim),이경일(Kyoung-Il Lee),신진국(Jin Koog Shin),김용상(Yong-Sang Kim) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.7
Micro ElectroMechanical Systems (MEMS) 기술을 이용한 초미세 유체 제어 시스템 (마이크로 펌프, 마이크로 밸브, 마이크로 채널, 마이크로 믹서 등)은 화학, 생명분야의 DNA 분석, 항원-항체 분석, 질병의 진단 등에 사용되는 lab-on-a-chip, micro total analysis system (μ-TAS) 등에서 화학 및 바이오 유체를 제어하는 분석 시스템의 일부분으로서 사용 되며 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 이러한 microchip을 구현하기 위해 초미세 유체 제어 소자인 마이크로 펌프와 밸브를 같은 기판 위에 polydimethylsiloxane (PDMS)와 indium tin oxide (ITO-)-Glass를 사용하여 통일한 구조로 집적 하였다. 마이크로 펌프의 pumping rate은 인가 직류 펄스 전력의 주파수와 duty 비를 변화시켜 최적화 하였다. 직류 펄스 전력 때 500 ㎽를 인가하였을 때 주파수 2 ㎐, duty 비 7%에서 약 1.05 μl/min의 최대 유량이 측정되었다. 마이크로 밸브는 ITO 히터에 전력을 인가함으로서 유량의 on/off 제어가 잘 됨을 확인할 수 있었고 유체를 closing하기 위해 필요한 전력은 약 300 ㎽이다.
열공압 방식으로 구동되는 미세 유체 제어 시스템의 제작 및 특성
柳鍾喆(Jong-Chul Yoo),姜致中(C. J. Kang),金容商(Yong-Sang Kim) 대한전기학회 2006 전기학회논문지C Vol.55 No.2
We present a microfluidic system with microvalves and a micropump that are easily integrated on the same substrate using the same fabrication process. The fabricated microfluidic system is suitable for use as a disposable device and its characteristics are optimized for use as a micro chemical analysis system (micro-TAS) and lab-on-a-chip. The system is realized by means of a polydimethylsiloxane (PDMS)-glass chip and an indium tin oxide (ITO) heater. We demonstrate the integration of the micropump and microvalves using a new thermopneumatic-actuated PDMS-based microfluidic system. A maximum pumping rate of about 730 nl/min is observed at a duty ratio of 1% and a frequency of 2 ㎐ with a fixed power of 500 ㎽. The measured power at flow cut-off is 500 ㎽ for the microvalve whose channel width, depth and membrane thickness were 400 ㎛, 110 ㎛ and 320 ㎛, respectively.