마이크로 유동 네트워크 설계를 위한 1차원 GUI 프로그램 개발에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

최근 바이오칩, 미세 종합분석 시스템(micro-total analysis system: μ-TAS) 그리고 LOC(lab-on-a-chip)과 같은 마이크로 유동 칩의 개발이 활발해짐에 따라, 압력이나 전기삼투유동에 의해 유체를 이송시키는 마이크로 채널들 역시 전기회로나 망처럼 점점 복잡해지고 있다. 아주 간단한 채널 네트워크의 경우에는 적합한 공식을 사용하여 압력과 유량을 계산할 수 있다. 그러나 복잡한 네트워크에서는 간단한 방법으로 그러한 정보들을 획득하기는 쉽지가 않다. 이러한 이유 때문에 마이크로칩 설계자들을 위해서 필요한 정보들을 신속하게 얻을 수 있는 GUI(graphic user interface)프로그램이 꼭 필요하다. 따라서 본 논문에서는 심플한 공식을 사용하여 개발된 GUI프로그램을 소개한다. 그리고 본 프로그램을 통하여 Hu등이 사용한 H모양의 네트워크를 계산하였고, 수치 결과를 비교하여 1% 이내의 정확성을 검증할 수 있었다. 그리고 채널모양이 망(web)형태의 더 복잡한 경우에 적용하여 타당한 결과를 획득 하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Nowadays, the development of microfluidic chip [i.e. biochip, micro-total analysis system (μ-TAS) and LOC (lab-on-a-chip)] becomes more active, and the microchannels to deliver fluid by pressure or electroosmotic forces tend to be more complex like electronic circuits or networks. For a simple network of channels, we may calculate the pressure and the flow rate easily by using suitable formula. However, for complex network it is not handy to obtain such information with that simple way. For this reason, Graphic User Interface (GUI) program which can rapidly give required information should be necessary for microchip designers. In this paper, we present a GUI program developed in our laboratory and the simple theoretical formula used in the program. We applied our program to simple case and could get results compared well with other numerical results. Further, we applied our program to several complex cases and obtained reasonable results.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 수 식 화 4
• 1. 압력구동 유동 4
• 2. 전기삼투 유동 7
• 3. 유량과 전류 13
• 4. 선형 연립방정식 15
• Ⅲ. GUI 프로그래밍 18
• 1. 윈도우 시스템의 이해 18
• 가. Graphic user interface 환경 18
• 나. 메시지 기반 구조 프로그램 21
• 2. 객체지향 프로그래밍 23
• 가. 프로그래밍 기법 23
• 나. 클래스 27
• 3. GUI 프로그램의 설계 29
• 4. GUI 프로그램의 구성 33
• 5. GUI 프로그램의 사용법 36
• 가. 디자인 모드 36
• 나. 파라미터 모드 38
• 다. 런 모드 41
• 라. 포스트 모드 41
• Ⅳ. 프로그램 검증 및 응용 42
• 1. GUI프로그램의 정확성 42
• 2. 복잡한 모델의 응용 45
• Ⅴ. 결 론 50
• 참고문헌 51
• Abstract 52