KR101107829B1 - 초소수성 표면을 갖는 유체-투과성 본체 - Google Patents

초소수성 표면을 갖는 유체-투과성 본체 Download PDF

Info

Publication number
KR101107829B1
KR101107829B1 KR1020097011002A KR20097011002A KR101107829B1 KR 101107829 B1 KR101107829 B1 KR 101107829B1 KR 1020097011002 A KR1020097011002 A KR 1020097011002A KR 20097011002 A KR20097011002 A KR 20097011002A KR 101107829 B1 KR101107829 B1 KR 101107829B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
permeable body
permeable
containment structure
scale features
Prior art date
Application number
KR1020097011002A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090084906A (ko
Inventor
알랜 엠 라이온즈
존 물린스
마이클 제이 스카벨
Original Assignee
알카텔-루센트 유에스에이 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 알카텔-루센트 유에스에이 인코포레이티드 filed Critical 알카텔-루센트 유에스에이 인코포레이티드
Publication of KR20090084906A publication Critical patent/KR20090084906A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101107829B1 publication Critical patent/KR101107829B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B1/00—Devices without movable or flexible elements, e.g. microcapillary devices
    • B81B1/006—Microdevices formed as a single homogeneous piece, i.e. wherein the mechanical function is obtained by the use of the device, e.g. cutters
    • B81B1/008—Microtips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B1/00—Devices without movable or flexible elements, e.g. microcapillary devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B17/00—Methods preventing fouling
    • B08B17/02—Preventing deposition of fouling or of dust
    • B08B17/06—Preventing deposition of fouling or of dust by giving articles subject to fouling a special shape or arrangement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/0318—Processes
    • Y10T137/0396—Involving pressure control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24132—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in different layers or components parallel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

제 1 비-평면 유체-투과성 본체 표면 및 제 2 유체-투과성 본체 표면을 구비하는 강성 유체-투과성 본체; 유체-투과성 본체 내의 복수의 유체-투과성 셀; 및 제 1 유체-투과성 본체 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부를 포함하는 장치가 개시된다. 장치는 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면을 갖는 유체-투과성 본체; 유체-투과성 본체 내의 복수의 유체-투과성 셀; 제 1 유체-투과성 본체 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부; 및 제 2 유체-투과성 본체 표면과 함께 제 2 유체 억제 구조체를 형성하는 유체 억제 본체를 포함한다. 액체를 유체로 처리하는 방법, 장치 사용, 및 초소수성 표면을 유지하는 방법 및 장치 사용이 개시된다.

Description

초소수성 표면을 갖는 유체-투과성 본체{FLUID-PERMEABLE BODY HAVING A SUPERHYDROPHOBIC SURFACE}
본 출원은 "초소수성 표면을 갖는 유체-투과성 본체"라는 명칭으로 2006년 11월 30일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제11/607,134호에 대한 우선권을 향유하며, 상기 미국 출원은 전체적으로 본원에 참고로서 포함된다.
본 발명은 일반적으로 초소수성 표면을 갖는 구조체 및 이들 구조체의 제조 방법에 관한 것이다.
소수성 구조체는 물과 같은 고 표면 장력 액체에 대해 반발하는 특성으로 잘 알려져 있다. 간극을 두고 이격되고 기판 상에서 서로에 대해 상대적인 위치에 유지되는 복수의 돌출 특징부를 포함하는 일부 소수성 구조체가 제조되어 왔다. 이들 돌출 특징부는 포스트, 블레이드, 스파이크, 및 리지(ridge)를 포함하는 다양한 형상을 취할 수 있다. 충분히 높은 표면 장력을 갖는 액체가 이러한 소수성 구조체의 표면과 접촉하게 되는 경우, 액체는 상기 액체가 간극으로 즉시 침투하지 못하도록 하기에 충분히 높은 국부적인 접촉각으로 소수성 구조체의 표면과 인터페이스를 형성할 수 있다. 따라서, 이러한 표면은 "초소수성"으로 기술된다.
이러한 전개에도 불구하고, 돌출 특징부 상에 형성된 초소수성 표면은 종종 액체에 의해 돌출 특징부에 적용되는 저압을 유지함에 있어, 그리고 초소수성 반발력의 붕괴 및 이에 따라 상기 표면을 통해 돌출 특징부 사이의 간극으로의 액체의 침투를 지연함에 있어 신중한 주의가 요구된다. 이러한 저압의 요구는 유체가 표면 상으로 유동할 필요가 있는 환경에서의 이러한 초소수성 표면의 사용을 억제할 수 있는데, 이는 이러한 유동이 표면 상에 현저한 압력을 발생할 수 있기 때문이다. 또한, 초소수성 표면 거동이 최종 사용 분야의 제한된 범위에 대해 고찰되어 왔다. 이러한 최종 사용의 확장은 액체를 취급하는 새로운 방식을 용이하게 할 수 있다.
따라서, 초소수성 표면 거동의 개발을 가능하게 하는 새로운 유형의 초소수성 표면 구조체에 대한 지속적인 요구가 있어 왔다.
일 실시예에서, 제 1 비-평면 유체-투과성 본체 표면 및 제 2 유체-투과성 본체 표면을 갖는 강성 유체-투과성 본체와; 유체-투과성 본체 내의 복수의 유체-투과성 셀로서, 상기 셀 각각이 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면 양자 내의 개구와 연통하는 유체 경로를 형성하는 셀 벽을 구비하는, 상기 복수의 유체-투과성 셀과; 제 1 유체-투과성 본체 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부를 포함하는 장치가 제공된다.
다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면을 갖는 유체-투과성 본체와; 유체-투과성 본체 내의 복수의 유체-투과성 셀로서, 상기 셀 각각이 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면 양자 내의 개구와 연통하는 유체 경로를 형성하는 셀 벽을 갖는, 상기 복수의 유체-투과성 셀과; 제 1 유체-투과성 본체 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부와; 제 2 유체-투과성 본체 표면과 함께 제 2 유체 억제 구조체를 형성하는 유체 억제 본체를 포함하는 장치가 제공된다.
다른 실시예에서, 제 1 유체 억제 구조체 및 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면을 포함하는 유체-투과성 본체; 유체-투과성 본체 내의 복수의 유체-투과성 셀로서, 상기 셀 각각이 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면 내의 개구와 연통하는 유체 경로를 형성하는 셀 벽을 갖는, 상기 복수의 유체-투과성 셀; 제 1 유체-투과성 본체 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부; 및 제 2 유체-투과성 본체 표면과 함께 제 2 유체 억제 구조체를 형성하는 유체 억제 본체를 포함하는 장치를 제공하는 단계와; 제 1 유체 억제 구조체 내로 제 1 액체를 도입하고 제 2 액체 억제 구조체 내로 유체를 도입하는 단계를 포함하며, 제 1 액체와 유체 사이의 상호 작용이 유체-투과성 본체를 통해 발생하도록 되는, 액체를 유체로 처리하는 방법이 제공된다.
또 다른 실시예로서, 제 1 유체 억제 구조체 및 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면을 포함하는 유체-투과성 본체; 유체-투과성 본체 내의 복수의 유체-투과성 셀로서, 상기 셀 각각이 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면 내의 개구와 연통하는 유체 경로를 형성하는 셀 벽을 갖는, 상기 복수의 유체-투과성 셀; 제 1 유체-투과성 본체 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부; 및 제 2 유체-투과성 본체 표면과 함께 제 2 유체 억제 구조체를 형성하는 유체 억제 본체를 포함하는 장치를 제공하는 단계와; 제 1 유체 억제 구조체 내로 액체를 도입하고, 제 2 유체 억제 구조체 내로 기체화 유체를 도입하는 단계와; 제 2 유체 억제 구조체 내의 압력에 대해 선택된 범위 내에서 제 1 유체 억제 구조체 내의 압력을 유지하는 단계를 포함하는 초소수성 표면을 유지하는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 시스템, 방법, 특징 및 이점은 이하의 도면 및 상세한 설명의 고찰 시 당업자에게 명확하게 될 것이다. 이러한 모든 추가적인 시스템, 방법, 특징 및 이점은 본 명세서 내에 포함되고, 본 발명의 범주 내에 있으며, 첨부되는 특허청구범위에 의해 보호될 것이다.
본 발명은 이하의 도면을 참조하여 보다 잘 이해될 수 있다. 도면 내의 구성요소는 일정한 비율일 필요는 없으며, 대신에 본 발명의 원리를 설명하고자 할 때에 강조될 수 있다. 또한, 도면에 있어서, 상이한 도면 전반에 걸쳐 유사한 도면 부호는 대응하는 부분을 가리킨다.
도 1은 제 1 유체-투과성 본체 표면을 갖는 유체-투과성 본체, 및 제 1 유체-투과성 본체 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부를 포함하는 장치에 대한 예를 도시하는 평면도,
도 2는 도 1의 장치를 도시하는, 선(2-2)을 통해 절단한 부분 단면도,
도 3은 도 1 및 도 2의 장치를 도시하는, 선(3-3)을 통해 절단한 저면 단면도,
도 4는 도관 및 제 1 유체-투과성 본체 표면을 포함하는 유체-투과성 본체, 및 제 1 유체-투과성 본체 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부를 포함하는 장치의 예를 도시하는 사시도,
도 5는 도 4의 장치를 도시하는, 선(5-5)을 통해 절단한 측 단면도,
도 6은 캐비티 및 제 1 유체-투과성 본체 표면을 포함하는 유체-투과성 본체, 및 제 1 유체-투과성 본체 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부를 포함하는 장치의 예를 도시하는 사시도,
도 7은 도 6의 장치를 도시하는, 선(7-7)을 통해 절단한 측 단면도,
도 8은 도관을 구비하는 복수의 장치, 또는 캐비티를 구비하는 복수의 장치, 또는 도관을 구비하는 장치와 캐비티를 구비하는 장치를 포함하는 복수의 장치 중 하나를 포함하도록 선택되는 장치의 예에 대한 단면도,
도 9는 도 1 내지 도 8에 도시된 것과 같은 장치를 제조하기 위한 공정의 예를 나타내는 흐름도,
도 10은 도 9의 공정에 따른 제조 동안, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 장치의 예를 도시하는 사시도,
도 11은 액체를 유체로 취급하는 방법의 실시를 도시하는 흐름도,
도 12는 초소수성 표면을 유지하는 방법의 실시를 도시하는 흐름도.
제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면을 갖는 유체-투과성 본체; 유체-투과성 본체 내의 복수의 유체-투과성 셀로서, 각각이 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면 양자 내의 개구와 연통하는 유체 경로를 형성하는 셀 벽을 구비하는, 상기 복수의 유체-투과성 셀; 및 제 1 유체-투과성 본체 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부를 포함하는 장치가 제공된다. 일 예에서, 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부 각각은 단부를 포함할 수 있고, 단부는 초소수성 표면을 형성하며, 돌출 마이크로-스케일 특징부는 제 1 유체-투과성 본체 표면으로부터 일정 거리만큼 이격된다. 다른 예로서, 유체-투과성 본체는 유체-투과성 도관 또는 유체-투과성 캐비티를 포함할 수 있다. 추가적인 예에서, 장치는, 제 2 유체-투과성 본체 표면과 함께, 유체 억제 구조체를 형성하는 유체 억제 본체를 포함할 수 있다.
도 1은 제 1 유체-투과성 본체 표면(104)을 구비하는 유체-투과성 본체(102), 및 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)를 포함하는 장치(100)의 일 예를 도시하는 평면도이다. 도 2는 도 1의 장치(100)를 도시하는 선(2-2)을 따라 취한 부분 측단면도이다. 도 3은 도 1 및 도 2의 장치(100)를 도시하는 선(3-3)을 따라 취한 저면 단면도이다. 유체-투과성 본체(102)는 도 1에 도시된 바와 같은 제 1 유체-투과성 본체 표면(104)에 추가하여, 도 2에 도시된 바와 같은 제 2 유체-투과성 본체 표면(108)을 포함한다. 도 2는 유체-투과성 본체(102)의 톱니 모양 단부(103, 105)에 의해 도시된 장치(100)의 부분도를 도시한다.
일 예에서, 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 각각은 단부(110)를 포함할 수 있으며, 단부(110)는 제 1 유체-투과성 본체 표면(104)으로부터 거 리(112)만큼 이격되어 있으며, 단부(110)는 초소수성 표면(114)을 형성한다. 다른 예로서, 장치(100)는 제 2 유체-투과성 본체 표면(108) 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(116)를 포함할 수 있다. 추가적인 예에서, 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(116)의 각각은 단부(118)를 포함할 수 있으며, 단부(118)는 제 2 유체-투과성 본체 표면(108)으로부터 거리(120)만큼 이격되고, 단부(118)는 초소수성 표면(121)을 형성한다. 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)는 일 예로서, 유체-투과성 본체(102)와 일체를 이룰 수 있다. 유사하게, 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(116)는 일 예로서, 유체-투과성 본체(102)와 일체를 이룰 수 있다. 본 명세서 전반에 걸쳐, "일체" 라는 용어는 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116) 및 유체-투과성 본체(102)와 같은 전술된 장치 요소가 동일한 재료의 하나의 단일 본체라는 것을 의미한다. 유사하게, 장치(100)는 복수의 일체형 섹션(도시되지 않음)으로부터 조립될 수 있다는 것이 이해된다.
유체-투과성 본체(102)는 복수의 유체-투과성 셀(122)을 포함한다. 복수의 유체-투과성 셀(122) 각각은 각각 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(108) 내의 개구(128, 130)와 연통하는 유체 경로(126)를 형성하는 셀 벽(124)을 포함한다. 일 예로서, 복수의 유체 경로(126)는 유체가 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 사이에서 단지 확산에 의해 통과하기 보다 제 1 유체-투과성 본체 표면(104)과 제 2 유체-투과성 본체 표면(108) 사이를 투과할 수 있기에 충분히 클 수 있다. 일 예에서, 유체 경로(126)의 단면(125)은 약 0.1 밀리미터 내지 약 50 밀리미터의 범위 내의 평균 직경을 가질 수 있다. 다른 예에서, 유체 경로(126)의 단면(125)은 약 5 밀리미터 내지 약 10 밀리미터의 범위 내의 평균 직경을 가질 수 있다. 추가적인 예에서, 유체 경로(126)의 단면(125)은 약 0.5 밀리미터 내지 약 3 밀리미터의 범위 내의 평균 직경을 가질 수 있다.
일 예에서, 유체-투과성 본체(102)는 약 0.1 밀리미터 내지 약 50 밀리미터의 범위 내의, 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 사이의 두께(119)를 가질 수 있다. 다른 예로서, 유체-투과성 본체(102)는 약 1 밀리미터의 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 사이의 두께(119)를 가질 수 있다.
본 명세서 전반에 걸쳐 사용된 "유체"라는 용어는 유동할 수 있는 상태의 물질을 의미하고 이를 포함한다. "유체"는 예를 들어, 기체, 액체 또는 기체 및 액체를 포함할 수 있으며, "유체"가 유동할 수만 있다면 추가로 고체를 포함할 수 있다.
유체가 액체를 포함하는 일 예로서, 초소수성 표면(114)은 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 단부(110)에 가해지는 선택된 유체 압력에서의 액체가 초소수성 표면(114)을 직접 투과하는 것을 방지할 수 있다. 일 예에서, 유체-투과성 본체(102)는 복수의 유체-투과성 셀(122)을 포함할 수 있으며, 상기 셀 각각은 제 1 유체-투과성 본체 표면(104)과 연통하는 단일의 제 1 유체-투과성 본체 표면 개구(128), 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(108)과 연통하는 단일의 제 2 유체-투과성 본체 표면 개구(130)를 구비한다. 추가적인 예(도시되지 않음)에서, 복수의 유체 경로(126), 또는 각각의 유체 경로(126)는 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 내의 개구(128, 130)를 함께 간접적으로 연결할 수 있다. 일 예(도 시되지 않음)에서, 개구(128)는 유체 경로(126)를 통해 2개 이상의 개구(130)에 연통할 수 있으며, 또는 개구(130)가 유체 경로(126)를 통해 2개 이상의 개구(128)에 연통할 수 있다. 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 내의 개구(128)와 제 2 유체-투과성 본체 표면(108) 내의 개구(130) 사이의 유체 경로(126)는 일 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이 직선일 수 있다. 다른 예(도시되지 않음)에서, 유체-투과성 본체(102)는 직선이 아닌 유체 경로(126)를 포함할 수 있다. 예로서, 유체-투과성 본체(102)는, 곡선형이거나 분기형으로 하나 이상의 각도로 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 사이를 통과하는 유체 경로(126)를 포함할 수 있으며, 상기 하나 이상의 각도는 유체 경로(126)와 연통하는 개구(128, 130)에 인접한 상기와 같은 표면의 평면(도시되지 않음)에 직교하거나 직교하지 않는다.
일 예에서, 유체-투과성 본체(102) 내의 복수의 셀 벽(124)은, 각각 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(108)의 일부를 형성하는 리지(132)를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 장치(100)는 리지(132) 상에 각각 위치되는 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)를 포함할 수 있다.
예로서, 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 내의 개구(128)는 선택된 개구 형상을 가질 수 있으며, 제 1 유체-투과성 본체 표면(104)에서 서로에 대해 제 1 배열로 위치될 수 있다. 도 1은 육각형 형상을 갖는 제 1 유체-투과성 본체 표면 개구를 형성하는 셀 벽(124)을 갖는 유체-투과성 셀(122)의 제 1 배열의 예를 도시하며, 개구(128)는 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 내의 벌집 모양의 제 1 배열로 배열된다. 다른 예로서, 셀 벽(124)은 인접한 유체-투과성 셀(122) 사이의 선택된 두께(134)를 가질 수 있으며, 복수의 제 1 유체-투과성 본체 표면 개구(128)는 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 내의 이러한 개구(128)의 밀도를 최대화하기 위해, 선택된 두께(134)를 갖는 셀 벽(124)에 의해서만 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 내에서 분리될 수 있다. 일 예에서, 셀 벽(124)의 선택된 두께(134)는 약 1 밀리미터일 수 있다. 예로서, 셀 벽(124)의 선택된 두께(134)는 약 0.05 밀리미터 내지 약 5 밀리미터의 범위 내에 있을 수 있다. 추가적인 예(도시되지 않음)에서, 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 내의 개구(128)는 도 1에 도시된 배열과 다른 제 1 배열을 형성할 수 있다. 예로서, 제 1 유체-투과성 본체 표면 개구(128)의 다른 형상이 사용될 수 있다. 예에서, 제 1 유체-투과성 본체 표면 개구(128)의 이하의 하나 이상의 다른 형상으로는, 삼각형, 정사각형, 직사각형, 오각형, 사다리꼴, 7각형, 다각형, 원형, 타원형 및 불규칙 형상으로부터 선택될 수 있다. 추가적인 예로서, 제 1 유체-투과성 본체 표면 개구(128)의 형상은 하나 이상의 크기 또는 선택된 형상(들)의 차별적 크기, 또는 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 내의 상이한 선택된 위치 또는 영역에 포함되기 위한 상이한 선택된 형상을 포함하도록 선택될 수 있다. 추가적인 예로서, 제 2 유체-투과성 본체 표면(108) 내의 개구(130)는 동일한 방식으로 선택된 형상을 가질 수 있으며, 개구(128)와 관련하여 설명된 것과 동일한 방식으로 선택된 제 2 유체-투과성 본체 표면(108) 내의 배열로 위치될 수 있다. 도 3은 육각형 형상을 갖는 제 2 유체-투과성 본체 표면 개구(130)를 형성하는 셀 벽(124)을 갖는 유체-투과성 셀(122)의 제 1 배열의 예를 도시하며, 개구(130)는 제 1 유체-투과성 본체 표면(104)에 대해 도 1에 도시된 제 1 배열을 위해 선택될 수 있는 것과 동일한 벌집 모양 제 1 배열로 배열된다. 다른 예(도시되지 않음)에서, 정사각형 형상(도시되지 않음)을 갖는 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면 개구(128, 130)를 형성하는 셀 벽(124)을 갖는 유체-투과성 셀(122)의 제 1 배열은 정사각형 메시 제 1 배열로 배열되는 개구(128, 130)를 포함할 수 있다.
일 예로서, 장치(100)는 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 상에 제 2 배열로 위치되는 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)를 포함할 수 있으며, 제 2 배열은 제 1 배열과 상이하다. 도 1은 유체-투과성 셀(122)의 셀 벽(124)의 리지(132) 상에 위치되는 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)를 포함하는 제 2 배열의 예를 도시하며, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)는 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 내에 제 1 배열로 배열된다. 일 예에서, 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)는 셀 벽(124)에 의해 형성되는 것과 같이, 유체-투과성 셀(122) 사이의 꼭지점(136)에 위치될 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같은 예에서, 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)는, 육각형 형상을 갖고 전술된 바와 같이 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 내의 제 1 배열로 배열된 유체-투과성 셀(122) 사이에서 꼭지점(136)에 위치될 수 있다. 따라서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 배열과 상이한 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 상의 제 2 배열로 배열될 수 있다. 이러한 방식에 있어서, 일 예로서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106) 및 제 1 유체-투과성 본체 표면 개구(128)는 상호 간섭 없이, 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 상의 이러한 제 2 및 제 1 배열로 위치될 수 있 다.
일 예에서, 제 1 유체-투과성 본체 표면(104) 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(108)은 둘 다 평면을 포함할 수 있다. 본 명세서 전반에 걸쳐, "평면" 이라는 용어는 개시된 표면이 대체로 또는 실질적으로 평면이지만 반드시 완전한 평면일 필요는 없는 것을 의미한다. 다른 예로서, 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108)은 공통-평면일 수 있다. 추가적인 예에서, 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108)은 양자 모두 비-평면일 수 있으며, 각각 평면일 수 있으나, 공통 평면은 아닐 수 있다. 일 예(도시되지 않음)에서, 제 1 유체-투과성 본체 표면(104)은 반-원통형 또는 원통형 표면과 같은 비-평면을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 유체-투과성 본체(102)는 그 형상을 유지하기에 적합한 강성 구조를 가질 수 있다. 추가적인 예에서, 제 1 유체-투과성 본체 표면(104)은 반-원통 또는 원통형 표면과 같은 강성 비-평면을 포함할 수 있다. 예로서, 유체-투과성 본체(102)의 일부 또는 전체는 제 1 유체 억제 구조체(138)를 형성할 수 있다. 이하 추가로 설명되는 예에서, 유체-투과성 본체(102)는 도관 또는 캐비티를 포함하는 제 1 유체 억제 구조체(138)를 형성할 수 있다. 본 명세서 전반에 걸쳐, "도관" 이란 용어는 하나의 지점에서 다른 지점까지 유체를 운반하기 위해 사용될 수 있는 내측 영역을 포함하는 구조체를 의미한다. 본 명세서 전반에 걸쳐, "캐비티" 라는 용어는 중공 내측 영역을 포함하는 구조체를 의미한다. 일 예로서, 제 1 유체-투과성 본체 표면(104)은 도관의 내측 영역 또는 캐비티의 내측 영역을 형성할 수 있다. 다른 예에서, 유체-투과성 본체(102)의 일부 또는 전체는 관형 도관 또는 관 형 캐비티와 같은 관형 제 1 유체 억제 구조체(138)를 형성할 수 있다. 예로서, 이러한 관형 제 1 유체 억제 구조체(138)는 유체를 운반하는 방향에 횡방향으로 형성된 것과 같은 도관의 관형 단면, 또는 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 다각형 또는 불규칙한 형상인 캐비티로부터 배출되는 방향에 횡방향으로 형성된 것과 같은 관형 단면을 가질 수 있다.
일 예에서, 장치(100)는 유체 억제 본체(140)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 유체 억제 본체(140)는 제 2 유체-투과성 본체 표면(108)과 함께, 제 2 유체 억제 구조체(142)를 형성할 수 있다. 제 2 유체-투과성 본체 표면(108)이 평면인 일 예에서, 제 2 유체 억제 구조체(142)는 대체로 직사각형 사방 정계 또는 입방 형상을 갖는 공간을 차지할 수 있다. 유체-투과성 본체(102)가 관형 도관 또는 관형 캐비티와 같은 관형 제 1 유체 억제 구조체(138)를 형성할 수 있는 예에서, 제 2 유체 억제 구조체(142)는, 관형 제 1 유체 억제 구조체(138)를 둘러싸고 대체로 환형 형상을 갖는 공간을 차지할 수 있다. 다른 예로서, 장치(100)는 유체-투과성 본체(102)를 유체 억제 본체(140)와 연결하는 지지 부재(144)를 포함할 수 있다. 지지 부재(140)는 일 예로서, 유체 억제 본체(140)와 관련하여 선택된 위치에 유체-투과성 본체(102)를 유지할 수 있다. 일 예(도시되지 않음)에서, 장치(100)는 유체-투과성 본체(102)를 유체 억제 본체(140)와 연결하는 복수의 지지 부재(144)를 포함할 수 있다.
일 예로서, 장치(100)는 제 1 유체 억제 구조체(138) 및 제 2 유체 억제 구조체(142)를 포함할 수 있으며, 제 2 유체 억제 구조체(142)는 유체 압력 억제 챔 버이도록 선택될 수 있다. 다른 예에서, 제 1 및 제 2 유체 억제 구조체(138, 142) 중 어느 하나 또는 양자는 유체의 입력 및 출력을 위한 하나 또는 복수의 피팅을 포함할 수 있다. 일 예로서, 제 1 유체 억제 구조체(138)는 유체의 입력을 위한 피팅(146) 및 유체의 출력을 위한 피팅(148)을 포함할 수 있다. 추가적인 예에서, 제 2 유체 억제 구조체(142)는 유체의 입력을 위한 피팅(150) 및 유체의 출력을 위한 피팅(152)을 포함할 수 있다. 피팅(146 내지 152)은 예로서, 개구 또는 밸브를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 제 1 및 제 2 유체 억제 구조체(138, 142)의 어느 하나 또는 양자는 각각 하나 또는 복수의 유체 압력 게이지(154, 156)를 포함할 수 있다. 예에서, 도면에 도시되고 본 명세서에 설명된 장치(100)의 소정의 요소 또는 전체 요소는 강성일 수 있으며, 장치(100)의 사용에 있어서 그들의 형상을 유지할 수 있다. 일 예로서, 제 1 및 제 2 유체 억제 구조체(138, 142)를 포함하고, 제 2 유체 억제 구조체(142)가 유체 압력 억제 챔버이도록 선택되는 장치(100)의 작동 시, 제 2 유체 억제 구조체(142) 내의 유체 압력은 증가된 유체 압력이 제 1 유체 억제 구조체(138) 내에 사용될 수 있도록 한다. 제 1 유체 억제 구조체(138) 내의 유체 압력은 일 예로서, 제 1 유체 억제 구조체(138) 내로 또는 제 1 유체 억제 구조체(138)를 통하는 유체로부터의 압력을 포함할 수 있다. 다른 예(도시되지 않음)에서, 장치(100)는 장치(100) 내, 장치(100) 내로, 그리고 장치(100) 밖으로 유체를 운반하기 위한 도관을 포함할 수 있다. 추가적인 예(도시되지 않음)로서, 장치(100)는 장치(100)의 구조적 및 작동적 일체성을 유지하기 위해 주변 벽 및 추가적인 지지 부재를 포함할 수 있다.
제 1 유체 억제 구조체(138) 내의 유체가 액체를 포함하는 일 예로서, 제 1 유체 억제 구조체(138) 내에서 점진적으로 증가하는 유체 압력은 결국에는 초소수성 표면(114)에서의 손상을 유발할 수 있다. 초소수성 표면(114)에서의 이러한 손상의 발생 후에, 액체는 제 1 유체 억제 구조체(138)로부터 유체-투과성 셀(122)을 통해 제 2 유체 억제 구조체(142)로 유동할 수 있다. 제 2 유체 억제 구조체(142)가 유체 압력 억제 챔버이도록 선택되는 일 예에서, 제 2 유체 억제 구조체(142) 내의 유체 압력은 피팅(150, 152)을 통해 유체의 입력 및 출력을 제어하고, 유체 압력 게이지(156)로 압력을 모니터링하여, 제 1 유체 억제 구조체(138) 내의 액체의 유체 압력을 중화함으로써 상향으로 조절될 수 있다. 일 예로서, 제 1 및 제 2 유체 억제 구조체(138, 142) 내의 유체 압력의 균형을 유지함으로써, 제 1 유체 억제 구조체(138) 내의 액체의 유체 압력 증가에도 불구하고 초소수성 표면(114)은 유지될 수 있다.
일 예에서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 단부(110)에 의해 집단적으로 형성되는 초소수성 표면(114)에 의해 지지될 수 있는 최대 유체 압력은 단부 대 단부 분리 간격(158) 또는 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 "피치"를 감소시킴으로써 증가될 수 있다. 다른 예로서, 후에 설명될 3D 인쇄 공정이 장치(100)를 제조하는데 사용될 수 있다. 상기 경우에 있어서, 추가적인 예에서, 상대적으로 높은 해상도가 3D 인쇄 공정에서 선택될 수 있으며, 이로써 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 단부(110) 사이의 분리(158)를 감소시킬 수 있다. 일 예(도시되지 않음)로서, 이러한 감소는 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 생략, 및 초소수성 표면으로서의 제 1 및 제 2 유체 투과성 본체 표면(104, 108)의 사용을 용이하게 할 수 있다.
일 예로서, 공기를 포함하는 하부 구조체를 갖는 초소수성 표면(114)에 의해 지지될 수 있는 최대 액체 압력은 대체로, 이하의 방정식에 의해 설명될 수 있다.
Figure 112009032321611-pct00001
여기서, b는 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 높이(112)이며, d는 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 단부(110) 사이의 간격(158)이고, ΔP는 메가파스칼("MPa")로 표현된, 공기의 압력에 대한 액체의 압력(Pl)이다. 또한, 방정식 내의 θA는 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 단부(110)와 액체 사이의 전진 접촉각이다. 또한, 방정식 내의 α는 제 1 유체 투과성 본체 표면(104)과 단부(110) 사이에서 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 측방 표면이 제 1 유체 투과성 본체 표면(104)에 수직인 선으로부터 벗어나는 평균 각도이다. 또한, 방정식에 있어서, σ는 액체-공기 접점부의 표면 장력이다. 일 예로서, 만약 액체가 물이면, 20℃(섭씨)에서 σ=0.0727 N/m(미터 당 뉴턴)이며, ΔP는 약 1 기압에서 0.1 MPa이고, (θA-α)는 120°이다. 따라서, 피치 간격(d)(158)은 약 1 마이크로미터 미만이어야 하며, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106) 높이(b)(112)는 약 0.4 마이크로미터보다 커야 한다. 다른 예로서, 전술한 방정식은 또한, 일반적으로 초소수성 표면(114)에 의해 지지될 수 있는 최대 액체 압력이 돌출 마이크로-스케일 특징 부(106)의 직경(160)에 반비례한다는 것을 보여준다. 전술한 공식은 전체 내용이 본원에 참조되는 것으로, 피지컬 리뷰 레터스(physical Review Letters)의 최 및 김의 "나노 기계가공된 초소수성 표면 상의 수성 액체 유동의 대형 슬립(Large Slip of Aqueous Liquid Flow Over a Nanoengineered Superhydrophobic Surface)"의 볼륨 96의 pp 066001-1 내지 066001-4(2006년 2월 17일자 미 물리학회)에 개시된다.
다른 일반적인 예로서, 유체 투과성 셀을 포함하지 않는 고형 본체 표면(도시되지 않음)에 의해 지지되는 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 단부(110) 상에 형성되는 초소수성 표면(114)은 200 마이크로미터 단부 대 단부 간격(158), 또는 "피치"에서 제곱 인치 당 약 0.07 파운드(0.07 psi)에 상응하는 최대 0.0005 MPa의 액체 압력을 지지할 수 있다. 다른 예(도시되지 않음)에서, 이러한 고형 본체 표면에 의해 지지되는 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)는 고형 본체 표면 상의 피라미드 베이스를 갖는 피라미드 형상을 갖는 것으로 선택될 수 있다. 이러한 예에서, 초소수성 표면(114)은 약 50 내지 100% 만큼 상대적으로 증가된 최대 액체 압력을 지지할 수 있다. 추가적인 예에서, 만약 초소수성 표면(114)이 유체 투과성 셀을 포함하지 않는 고형 본체 표면에 의해 지지되는 2 마이크로미터 단부 대 단부 간격(158) 또는 "피치"를 갖는 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 단부 상에 형성될 수 있다면, 초소수성 표면(114)은 이론적으로 약 7.4 psi에 상당하는 최대 약 0.05 MPa의 액체 압력을 지지할 수 있을 것이다.
다른 예에서, 전술된 방정식은 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 소정의 직경(160)에 대해, 만약 초소수성 표면(114) 아래의 공기 압력이 증가하여 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)를 지지하는 본체 표면을 가로지르는 ΔP가 일정하게 유지된다면, 초소수성 표면(114)에 의해 지지될 수 있는 최대 액체 압력이 증가될 수 있다는 것을 나타낸다.
일 예로서, 초소수성 표면(114) 아래에 공기를 함유하기 위한 폐쇄 공간이 제공되어, 공기가 일 예에서 증가될 수 있는 선택된 압력하에 유지될 수 있다. 일 예에서, 공기 압력은 액체 내로의 공기 버블 도입을 방지하기 위해, 초소수성 표면(114) 상의 액체의 압력보다 낮아지도록 제어될 수 있으며, 만일 공기 버블이 도입되는 것을 방지하지 못한다면, 불안정한 액체/공기 인터페이스가 생성될 것이다. 다른 예로서, 공기 압력은 전술된 방정식 내의 ΔP에 대해 표시되는 값보다 크도록 제어되어, 초소수성 표면(114)이 원상태로 유지될 수 있다. 추가적인 예로서, 제 2 유체 억제 구조체(142) 내의 공기 압력은 제 1 유체 억제 구조체(138) 내의 액체 압력이 대응하는 고압으로 유지될 수 있도록 허용하는 고압을 포함하는 소정의 선택된 값까지 증가될 수 있다. 추가적인 예에 있어서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)는 상대적으로 작은 단부 대 단부 간격(158)을 갖도록 추가적으로 선택될 수 있으며, 이는 대응적으로 보다 큰 최대 ΔP를 허용할 수 있고, 이에 따라 초소수성 표면(114)이 유지될 수 있는 큰 ΔP 작동 윈도우를 초래한다. 다른 예로서, ΔP 작동 윈도우 내의 선택된 값의 공기 압력의 제어는 제 1 유체 억제 구조체(138) 내의 기체 버블의 형성을 감소 또는 제거할 수 있거나, 제거 또는 추가 공정을 위해 유체 경로(126)를 통해 제 2 유체 억제 구조체(142)로의 통과를 용이하 게 할 수 있다. 일 예로서, 이러한 기체 버블은 제 1 유체 억제 구조체(138) 내에서 형성될 것이며, 제 1 유체-투과성 본체 표면(104)에 부착되게 된다. 제 1 유체-투과성 본체 표면(104)에 부착된 기체 버블은 예로서, 유체 유동에 대한 장애물을 형성하고, 제 1 유체 억제 구조체(138) 내에서 유체 유동의 압력 강하에 기여한다.
일 예에서, 도관을 포함하는 제 1 유체 억제 구조체(138), 및 유체 압력 억제 챔버이도록 선택되는 제 2 유체 억제 구조체(142)가 장착되는 장치(100)가 초소수성 표면(114)을 유지하면서, 증가된 압력으로 도관을 통과하는 액체를 포함하는 유체의 유동을 용이하게 할 수 있다. 이러한 증가된 압력은 예로서, 액체를 포함하는 유체의 고 유출량 유동, 또는 제 1 유체 억제 구조체(138) 내에 포함되는 도관을 통한 액체를 포함하는 고점도 유체의 유동 동안 발생할 수 있다. 장치(100)는 돌출 마이크로-스케일 특징부(106 또는 116, 또는 양자)를 포함할 수 있다는 것이 이해된다. 일 예에서, 제 1 유체 억제 구조체(138)로의 도입을 위한 유체 및 제 2 유체 억제 구조체(142)로의 도입을 위한 유체는 독립적으로 선택될 수 있다.
다른 예로서, 제 1 유체 억제 구조체(138)로의 도입을 위한 유체는 액체를 포함할 수 있으며, 제 2 유체 억제 구조체(142)로의 도입을 위한 액체는 기체 또는 액체를 포함할 수 있다. 일 예에서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 단부(110)와 접촉하는 표면 둘레 부분을 제외한 액체의 전체 표면 둘레(도시되지 않음)는 제 2 유체 억제 구조체(142) 내의 유체와 밀접하게 근접하여 유체 투과성 본체(102)를 통해 배치될 수 있다. 제 1 유체 억제 구조체(138) 내로의 도입을 위한 유체가 액체를 포함하고, 제 2 유체 억제 구조체(142) 내로의 도입을 위한 유체가 기체를 포함하는 경우, 장치(100)는 기체의 선택된 압력에 의해 액체의 상승된 압력을 중화함으로써, 초소수성 표면(114)을 손상하는 일 없이, 상승된 압력에서 제 1 유체 억제 구조체(138) 내의 액체의 유체 유동을 유지하기 위해 사용될 수 있다. 추가적인 예로서, 기체의 선택된 압력은 액체 내로의 기체의 이동, 유동, 확산 또는 용해, 또는 액체와 기체의 반응을 용이하게 할 수 있다. 제 1 유체 억제 구조체(138) 내로의 도입을 위한 유체가 액체를 포함하고, 제 2 유체 억제 구조체(142)로의 도입을 위한 유체 역시 액체를 포함하는 경우, 장치(100)는 제 1 및 제 2 유체 억제 구조체(138, 142) 내에서 액체 사이의 상호 작용을 용이하게 하도록 사용될 수 있다. 일 예로서, 제 1 유체 억제 구조체(138) 내의 액체 또는 제 2 유체 억제 구조체(142) 내의 액체의 분자는 각각 제 2 유체 억제 구조체(142) 내의 액체 또는 제 1 유체 억제 구조체(138) 내의 액체로 이동, 유동 또는 확산, 및 상호 작용할 수 있다. 예에서, 이러한 이동, 유동 또는 확산은 일 예로서, 액체의 증기압에 의해 야기될 수 있다. 추가적인 예에서, 초소수성 표면(114, 121)이 손상되어, 액체의 반응 또는 혼합과 같은 액체 사이의 직접적인 상호작용을 허용할 수 있다. 초소수성 표면(114, 121)의 이러한 손상은 예로서, 초소수성 표면(114, 121)에 의해 지지될 수 없는 상승된 압력 또는 다른 조건의 외부적 적용 또는 내부적 발생에 의해 야기될 수 있다.
일 예로서, 장치(100)는 제 1 유체 억제 구조체(138)로의 혈액을 포함하는 유체 도입 및 제 2 유체 억제 구조체(142)로의 산소를 함유하는 유체 도입에 의해 혈액을 산소 처리하도록 사용되어, 산소가 혈액으로 전달되고 이산화탄소가 혈액으 로부터 제거될 수 있다. 다른 예에서, 장치(100)는 제 1 유체 억제 구조체(138) 내로의 액체를 포함하는 유체 도입 및 제 2 유체 억제 구조체(142)로의 액체와의 반응을 위한 유체 도입에 의해 화학적 제조에 사용되어, 반응이 유체 투과성 본체(102) 전반에 걸쳐 또는 초소수성 표면(114)에서 발생할 수 있다. 본 경우에, 반응을 위한 유체는 증가된 속도로 상호 접촉할 수 있으며, 증가된 반응 속도를 용이하게 할 수 있는 증가된 속도로 제 1 및 제 2 유체 억제 구조체(138, 142) 내에서 유동하도록 야기될 수 있다. 추가적인 예로서, 장치(100)는 의학적 처리 장치 내의 혈액의 유동과 같은, 제 1 유체 억제 구조체(138) 내의 액체의 유동의 증가된 속도를 용이하게 하도록 사용될 수 있다. 다른 예에서, 장치(100)는 용매를 제거함으로써, 액체 용매 내에 용해된 고체를 제조하는 것과 같이, 제 1 유체 억제 구조체(138) 내의 액체로부터 기체 또는 증기의 제거를 용이하게 하도록 사용될 수 있다. 추가적인 예로서, 장치(100)는 제 1 유체 억제 구조체(138) 내에서 유동하는 액체가 제 2 유체 억제 구조체(142) 내에서 유동하는 유체와 상호작용할 수 있도록 함으로써, 혈액과 같은 액체의 투석에 사용될 수 있다. 이 경우에 있어서, 일 예에서, 장치(100)는 초소수성 표면(114, 121) 양자를 포함하도록 선택될 수 있으며, 액체는 제 2 유체 억제 구조체(142) 내에서 유동하도록 야기될 수 있다. 추가적인 예로서, 장치(100)는 제 1 유체 억제 구조체(138) 내에서 유동하는 액체로부터의 증기 운반 분자가 제 2 유체 억제 구조체(142) 내에서 유동하는 유체와 접촉할 수 있도록 함으로써, 연료 전지 내에 사용될 수 있다.
각각 제 1 및 제 2 유체 투과성 본체 표면(104, 108)에서 측정된 돌출 마이 크로-스케일 특징부(106, 116)의 평균 직경(160)은 약 1,000 마이크로미터("마이크로-스케일"로서 본 명세서에 언급됨) 미만이다. 일 예로서, 각각 제 1 및 제 2 유체 투과성 본체 표면(104, 108)에서 측정된 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)의 평균 직경(160)은 약 400 마이크로미터 미만일 수 있다. 일 예에서, 각각 제 1 및 제 2 유체 투과성 본체 표면(104, 108)에서 측정된 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)의 평균 직경(160)은 약 50 마이크로미터보다 클 수 있다. 상대적으로 작은 평균 직경(160)을 갖는 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 돌출 마이크로-스케일 특징부 위로의 유체의 유동에 대한 상대적으로 낮은 저항을 생성할 수 있다. 다른 예로서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 제 1 및 제 2 유체 투과성 본체 표면(104, 108)에서 약 0.24 밀리미터의 직경, 및 단부(110, 118)에서 약 0.15 밀리미터의 직경을 가질 수 있다.
일 예에서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)의 평균 길이(112, 120)는 각각 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상에서 상기 표면으로부터 약 10 밀리미터("mm") 미만으로 멀어지게 연장될 수 있다. 추가적인 예에서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)의 평균 길이(112, 120)는 각각 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상에서 상기 표면으로부터 약 2mm 미만으로 멀어지게 연장될 수 있다. 추가적인 예로서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)의 평균 길이(112, 120)는 각각 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상에서 상기 표면으로부터 약 10mm 보다 더 멀어지게 연장될 수 있다. 다른 예에서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)의 평균 길이(112, 120)는 각각 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상에서 상기 표면으로부터 약 16 마이크로미터보다 더 멀어지게 연장될 수 있다. 다른 예로서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)의 평균 길이(112, 120)는 각각 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상에서 상기 표면으로부터 약 1,000 마이크로미터 내지 약 2,000 마이크로미터 사이의 범위 내에서 멀어지게 연장될 수 있다. 추가적인 예로서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)의 평균 길이(112, 120)는 각각 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상에서 상기 표면으로부터 약 600 마이크로미터 내지 약 700 마이크로미터 내의 범위 내에서 멀어지게 연장될 수 있다.
일 예에서, 제 1 유체-투과성 본체 표면(104)은 돌출 마이크로-스케일 특징부(106)의 단부(110)에 의해 형성되는 초소수성 표면(114)에 의해 실질적으로 덮힐 수 있다. 다른 예에서, 제 2 유체-투과성 본체 표면(108)은 돌출 마이크로-스케일 특징부(116)의 단부(118)에 의해 형성되는 초소수성 표면(121)에 의해 실질적으로 덮힐 수 있다. "실질적으로 덮히다"라는 것은 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)의 단부(110, 118)가 집단적으로 초소수성 거동을 나타내기에 충분한 밀도로, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)가 각각 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상에서 이격되어 있음을 의미한다. 본 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 것과 같은 "초소수성"이라는 용어는 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)의 주요 패턴이 센티미터 당 약 70 다인("70d/cm")보다 큰 표면 장력을 갖는 액체에 의해 즉시 젖지 않으며, 약 28d/cm보다 큰 표면 장력을 갖는 액체에 의해 즉시 젖지 않을 수 있다는 것을 의미한다. 일 예로서, 약 28d/cm의 표면 장력을 갖는 알코올 은 본 명세서에 개시된 바와 같은 돌출 마이크로-스케일 특징부의 초소수성 패턴을 즉시 젖게할 수 없다.
일 예로서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 각각 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상의 일 패턴으로 배열될 수 있으며, 이로써 가장 인접한 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116) 사이의 평균 간격("피치")은 약 1 마이크로미터 내지 약 1mm 사이의 범위 내에 있다. 다른 예에서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상의 패턴으로 배열될 수 있으며, 이로써 가장 인접한 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116) 사이의 평균 피치는 약 0.2mm 내지 약 0.6mm 사이의 범위 내에 있다. 추가적인 예에서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 임의적으로 이격되거나, 균일하게 이격되고, 또는 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상의 규정된 패턴 또는 경사도로 이격된다.
추가적인 예로서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 각각 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상의 육각형 유닛 셀 패턴으로 배열될 수 있다. 일 예에서, 육각형 유닛 셀 내의 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)의 외측면 사이의 최대 피치는 약 0.4mm일 수 있으며, 유닛 셀 내의 동일한 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)의 내측면 사이의 최소 피치는 약 0.2mm일 수 있다.
돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 그 단면이 제 1 또는 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108)의 일부를 대체로 가로지르는 방향으로 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)를 통하는 섹션으로서 형성되는 소정의 선택된 단면 형상 (들)을 가질 수 있다. 예로서, 이러한 단면은 단독으로 또는 조합적으로, 포스트, 블레이드, 스파이크, 피라미드, 정사각형, 직사각형, 못, 및 리지를 포함할 수 있다. 적합한 단면 형상이 예로서, 전체로서 본원에 참조되는 것으로 미국 특허 번호 제 7,048,889 호로서 2006년 5월 23일자로 허여된 "나노구조 표면을 갖는 동역학적으로 제어 가능한 생물학적/화학적 검지기"라는 명칭의 미국 특허 출원 제 10/806,543 호의 도 1A-E 및 3A-C에 개시된다. 추가적인 적합한 단면 형상은 전체로서 본원에 참조되는 것으로 2006년 3월 23일자로 "초소수성 표면 구조체"라는 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 제 11/387,518 호에 개시된다.
초소수성 표면(114, 121)을 형성하는 것에 추가하여, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 또한 집단적으로 단열재로서 작용할 수 있다. 일 예에서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)의 길이(112, 120)를 따라 크기가 변경하는 단면 형상을 가질 수 있다. 일 예로서, 이러한 변형 가능한 단면 형상은 인접한 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116) 사이에 보이드 공간(void space)을 형성할 수 있다. 이러한 보이드 공간은 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)에 의해 형성되는 초소수성 표면의 효율을 증가시켜 단열재로서 작용할 수 있다.
일 예에서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 제 1 또는 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108)에서 측정된 약 200 마이크로미터 × 200 마이크로미터의 평균 평방 치수를 갖는 사각뿔 형상을 가질 수 있으며, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 약 200 마이크로미터의 피치로, 약 2000 마이크로미터의 평균 길이(112, 120)에 의해 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상에서, 이들로부터 연장된다. 다른 예에서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 제 1 또는 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108)에서 측정된 약 200 마이크로미터 × 200 마이크로미터의 평균 치수를 갖는 정사각형 형상을 가질 수 있으며, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 약 600 마이크로미터의 피치로, 약 1500 마이크로미터의 평균 길이(112, 120)에 의해 제 1 또는 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상에서, 이들로부터 연장된다. 다른 예로서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 제 1 또는 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108)에서 측정된 약 200 마이크로미터 × 200 마이크로미터의 평균 치수를 갖는 정사각형 형상을 가질 수 있으며, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 약 600 마이크로미터의 피치로, 약 1000 마이크로미터의 평균 길이(112, 120)에 의해 제 1 또는 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상에서, 이들로부터 연장된다. 추가적인 예에서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 제 1 또는 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108)에서 측정된 약 200 마이크로미터 × 200 마이크로미터의 평균 치수를 갖는 정사각형 형상을 가질 수 있으며, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 약 500 마이크로미터의 피치로, 약 1500 마이크로미터의 평균 길이(112, 120)에 의해 제 1 또는 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상에서, 이들로부터 연장된다. 추가적인 예로서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 제 1 또는 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108)에서 측정된 약 200 마이크로미터 × 200 마이크로미터의 평균 치수를 갖는 정사각형 형상을 가질 수 있으며, 돌출 마이크로-스케일 특징 부(106, 116)는 약 500 마이크로미터의 피치로, 약 1000 마이크로미터의 평균 길이(112, 120)에 의해 제 1 또는 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상에서, 이들로부터 연장된다. 다른 예에서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 제 1 또는 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108)에서 측정된 약 200 마이크로미터 × 200 마이크로미터의 평균 치수를 갖는 정사각형 형상을 가질 수 있으며, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 약 400 마이크로미터의 피치로, 약 1000 마이크로미터의 평균 길이(112, 120)에 의해 제 1 또는 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상에서, 이들로부터 연장된다. 추가적인 예로서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 제 1 또는 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108)에서 측정된 약 100 마이크로미터 × 200 마이크로미터의 평균 치수를 갖는 못 형상을 가질 수 있으며, 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)는 약 400 마이크로미터의 피치로, 약 1000 마이크로미터의 평균 길이(112, 120)에 의해 제 1 또는 제 2 유체-투과성 본체 표면(104, 108) 상에서, 이들로부터 연장된다.
장치(100)를 형성하기 위한 재료에는 기계적으로 강한 고형 본체를 형성하기에 적합한 선택된 중합체를 생산하는 전구체 반응물(precursor reagent)이 포함될 수 있다. 일 예에서, 중합체 재료를 위한 전구체는 부분적으로 최종 중합체의 상대적인 가요성 및 강성에 따라 선택될 수 있다. 예로서, 장치(100)는 상기 장치(100)에 대한 선택된 최종 사용예에 따라 강성 또는 가요성 중합체를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 생체 친화성(biocompatible) 중합체에 대한 전구체가 선택될 수 있다. 일 예로서, 폴리에틸렌이 생체 친화적이다. 고체 상태로 적용되는 재료 를 사용하는 고속 프로토타입 레이다운(prototype laydown) 공정(이하 설명됨)의 경우에, 좁은 입자 크기 분포를 갖는 중합체 입자가 일 예로서 선택될 수 있다. 다른 예에서, 상대적으로 작은 평균 입자 크기를 갖는 중합체 입자가 선택되어, 상대적으로 작은 치수를 갖는 돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)가 제조될 수 있다. 이하 추가적으로 설명되는 바와 같이, 장치(100)를 형성하는 재료의 레이-다운을 위해 잉크-제트 공정 또는 다른 유체 분사 공정이 선택되는 경우, 반응물은 액체와 같은 유체 형태로 제공될 수 있다.
장치(100)를 형성하기 위한 재료에는 경화제 및 다른 중합화 첨가물 뿐만 아니라, 단량체, 올리고모, 예비 중합체 및 중합체가 포함될 수 있다. 사용되거나 형성될 수 있는 적합한 중합체에는, 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀; 폴리프로필렌 및 공중합체; 아크릴 중합체; 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌("ABS") 중합체; 폴리카보네이트("PC"); PC-ABS; 메틸 메타크릴레이트; 메틸 메타크릴레이트-ABS 공중합체("ABSi"); 폴리페닐설폰; 폴리아미드; 및 테플론(등록상표)(Teflon®) 플루오르화 탄화수소 중합체 및 플루오르화 에틸렌 프로필렌 공중합체와 같은 플루오로폴리머가 포함될 수 있다. 일 예로서, 활성 친수성 부분(active hydrophilic moieties)의 최소 농도를 갖는 중합체가 선택될 수 있다. 첨가물은 장치(100)의 전체적인 가요성을 증대시키기도록 선택될 수 있다. 일 예에서, 선택된 중합체와 양립 가능하나 상대적으로 낮은 분자량을 갖는 분자가 가요화 첨가물로서 사용될 수 있다. 폴리에틸렌 중합체에 대해, 일 예로서, 저 분자량 선형 탄화수소 왁스가 가요화 첨가물로서 사용될 수 있다. 다른 예에서, 퍼플루오르화 탄화수소 왁스와 같은 할로겐화 탄화수소가 이러한 첨가물로서 사용될 수 있다. 다른 예에서, 아크릴, 우레탄 아크릴레이트, 비닐 에테르, 에폭시 아크릴레이트, 에폭시 및 염화 비닐 중합체와 같은 자외선 경화 중합체가 사용될 수 있다. 적합한 중합체 조성물은 미국 미네소타주 55344, 에든 프레이리, 마틴 드라이브 14950 소재 스트라타시스(Stratasys Inc.) 및 미국 미네소타주 55344, 에든 프레이리, 월레스 로드 8081 소재 레드아이 알피엠(Redeye RPM)으로부터 구매 가능한 고속 프로토타이핑 중합체(rapid prototyping polymer)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 쓰리-디 시스템즈(3-D Systems Inc.)로부터 구매 가능한 비시젯(등록 상표)(VisiJet®) 에이치알-200 플라스틱재가 제조 재료(build material)로서 사용될 수 있다. 비시젯(등록 상표) 에이치알-200 플라스틱 재료는 트리에틸렌 글리콜 디메틸아크릴레이트 에스테르, 우레탄 아크릴레이트 중합체, 및 프로필렌 글리콜 모노메타크릴레이트를 포함한다. 다른 예로서, 장치(100)를 형성하기 위한 재료는 세라믹 분말과 같은 세라믹스를 포함할 수 있다.
돌출 마이크로-스케일 특징부(106, 116)의 직경, 길이, 피치, 및 형상과 관련한 전술한 내용, 초소수성 표면(114, 121)의 형성 및 단열재로서 이들의 사용과 관련한 전술한 내용, 및 장치(100)를 제조하기 위한 재료에 관한 전술한 내용은 다른 모든 돌출 마이크로-스케일 특징부 및 이하 개시되는 장치(400, 600, 800)를 포함하여 본 명세서의 다른 부분에서 개시되는 초소수성 표면을 포함하는 다른 모든 장치에 유사하게 적용된다.
도 4는 도관을 포함하고 제 1 유체-투과성 본체 표면(404)을 구비하는 유체- 투과성 본체(402), 및 제 1 유체-투과성 본체 표면(404) 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(406)를 포함하는 장치(400)의 일 예를 도시하는 사시도이다. 도 5는 도 4의 장치(400)를 도시하는 선(5-5)에 의해 취해진 측단면도이다. 도 4 및 도 5는 유체-투과성 본체(102)가 도관을 포함하도록 선택되는 장치(100)의 일 예를 도시한다. 따라서, 장치(100)의 전술한 설명은 도 4 및 도 5에 대한 이하의 설명에 적용될 수 있고 통합된다. 유체-투과성 본체(402)는 제 1 유체-투과성 본체 표면(404)에 더해, 제 2 유체-투과성 본체 표면(408)을 포함한다. 일 예에서, 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(406) 각각은 단부(410)를 포함하고, 상기 단부(410)는 제 1 유체-투과성 본체 표면(404)으로부터 소정 거리 이격되며, 단부(410)는 초소수성 표면(412)을 형성한다. 다른 예(도 5 및 도 4의 상부에만 도시됨)로서, 장치(400)는 유사하게, 제 2 유체-투과성 본체 표면(408) 상에 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(407)를 포함하여, 다른 초소수성 표면(413)을 형성할 수 있다. 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(406, 407), 또는 이들 양자는 예로서, 유체-투과성 본체(402)를 갖는 단일체일 수 있다. 유체-투과성 본체(402)는 복수의 유체-투과성 셀(414)을 포함한다. 복수의 유체-투과성 셀(414)의 각각은 제 1 유체-투과성 본체 표면(404)와 제 2 유체-투과성 본체 표면(408)의 개구(도시되지 않음)와 각각 연통하는 유체 경로(도시되지 않음)를 형성하는 셀 벽(도시되지 않음)을 포함한다. 예(도시되지 않음)에서, 유체-투과성 본체(402)는, 제 1 배열로 배향되고, 리지, 유체 경로, 셀 벽, 및 제 1 유체-투과성 본체 표면(404) 내 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(408) 내의 개구를 구비하며, 장치(100)와 관련하여 전 술된 것과 동일한 방식으로 선택되는 유체-투과성 셀(414)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 장치(400)는 제 1 유체-투과성 본체 표면(404) 상에 제 2 배열로 위치되는 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(406)를 포함할 수 있으며, 제 2 배열은 제 1 배열과 상이하고, 제 1 및 제 2 배열은 장치(100)와 관련하여 전술된 것과 동일한 방식으로 선택된다. 유사하게, 추가적인 예로서, 장치(400)는 제 2 유체-투과성 본체 표면(408) 상의 제 2 배열로 위치되는 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(407)를 포함할 수 있으며, 제 2 배열은 제 1 배열과 상이하다.
예로서, 유체-투과성 본체(402)의 일부 또는 전부는 도관을 포함하는 제 1 유체 억제 구조체(416)를 형성할 수 있다. 일 예로서, 제 1 유체-투과성 본체 표면(404)은 도관의 내측 영역을 형성할 수 있다. 다른 예로서, 유체-투과성 본체(402)는 그 형상을 유지하기에 적합한 강성 구조를 가질 수 있다. 추가적인 예에서, 도면에 도시되고 본 명세서에 설명된 장치(400)의 요소의 일부 또는 전부는 강성일 수 있으며, 장치(400)의 사용 시 그들의 형상을 유지할 수 있다. 다른 예에서, 유체-투과성 본체(402)는 관형 도관을 포함하고, 장치(100)에 대해 전술된 방식으로 관형 단면을 갖는 제 1 유체 억제 구조체(416)를 형성할 수 있다. 돌출 마이크로-스케일 특징부를 포함하는 도관에 대한 배경 정보는 전체로서 본원에 참조되는 것으로 "초소수성 표면 및 제조 공정"이라는 명칭으로 2006년 5월 3일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 제 11/416,893 호에 개시되어 있다.
일 예에서, 장치(400)는 유체 억제 본체(418)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 유체 억제 본체(418)는 제 2 유체-투과성 본체 표면(408)과 함께, 제 2 유체 억제 구조체(420)를 형성할 수 있다. 유체-투과성 본체(402)가 관형 도관을 포함하는 제 1 유체 억제 구조체(416)를 형성할 수 있는 일 예에서, 제 2 유체 억제 구조체(420)는 관형 도관을 포함하는 제 1 유체 억제 구조체(416)를 둘러싸는 공간을 차지할 수 있으며, 일반적으로 환형 형상을 가질 수 있다. 다른 예로서, 장치(400)는 유체-투과성 본체(402)를 유체 억제 본체(418)와 연결하는 하나 또는 복수의 지지 부재(419)를 포함할 수 있다. 지지 부재(419)는 일 예로서, 장치(100)와 관련하여 전술된 것과 동일한 방식으로 유체 억제 본체(418)에 대해 선택된 위치에 유체-투과성 본체(402)를 유지할 수 있다. 추가적인 예로서, 장치(400)는 제 1 유체 억제 구조체(416) 및 제 2 유체 억제 구조체(420)를 포함할 수 있으며, 제 2 유체 억제 구조체(420)는 장치(100)와 관련하여 전술된 방식과 동일한 방식으로 유체 압력 억제 챔버이도록 선택될 수 있다. 다른 예에서, 제 1 및 제 2 유체 억제 구조체(416, 420) 중 어느 하나 또는 양자는 장치(100)와 관련하여 전술된 것과 유사한 방식으로 제공 및 작동되는, 유체 압력 게이지(423) 또는 하나 또는 복수의 피팅(421), 또는 이들 양자를 포함할 수 있다.
일 예에서, 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(406)는 대체로 종방향 축선(422)을 향하는 방향으로 제 1 유체-투과성 본체 표면(404)으로부터 연장될 수 있다. 일 예로서, 관형 도관을 포함하는 유체-투과성 본체(402)의 경계는 예로서, 점선(424, 426, 428, 430)으로 개략적으로 표시될 수 있다. 장치(400)의 단부(432, 434)는 대체로 종방향 축선(422)의 단부에서 화살표의 방향으로 장치(400)를 통과하는 유체(도시되지 않음)의 통과를 용이하게 할 수 있다.
다른 예에서, 종방향 축선(422)은 곡선 영역(도시되지 않음)을 포함할 수 있고, 제 1 유체-투과성 본체 표면(404)은 대체로 곡선을 따를 수 있다. 예로서, 곡선은 점진적일 수 있으며, 급한 굽힘을 포함할 수 있다. 종방향 축선(422)은 또한 직선 영역을 포함할 수도 있으며, 또는 전체 종방향 축선(422)이 곡선일 수 있다. 도관을 포함하는 제 1 유체 억제 구조체(416)는 화살표와 함께 점선으로 표시되는 직경(436)을 구비할 수 있고, 종방향 축선(422)에 횡방향으로 형성될 수 있다. 일 예에서, 유체-투과성 본체(402)는 대체로 원통형 외측 형상을 가질 수 있어, 장치(400)는 전체적으로 파이프 형상을 가질 수 있다. 장치(400)가 제 2 유체 억제 구조체(420)를 포함할 수 있는 다른 예에서, 제 2 유체 억제 구조체(420)는 대체로 원통형 외측 형상을 가질 수도 있으며, 이로써 장치(400)는 전체적으로 파이프 형상을 가질 수 있다. 추가적인 예(도시되지 않음)로서, 유체-투과성 본체(402) 또는 존재한다면, 제 2 유체 억제 구조체(420)는 장치(400)가 다른 선택된 외측 형상을 가질 수 있도록 추가적인 재료를 포함할 수 있다. 추가적인 예(도시되지 않음)에서, 장치(400)는 추가적인 구성 요소를 구비하는 디바이스 내에 일체화될 수 있다.
일 예로서, 제 2 유체 억제 구조체(416)의 직경(436)은 종방향 축선(422)을 따라 균일할 수 있다. 다른 예(도시되지 않음)로서, 제 1 유체 억제 구조체(416)의 직경(436)은 종방향 축선(422)을 따라 상이한 위치에서 둘 이상의 상이한 값을 포함할 수 있다. 추가적인 예(도시되지 않음)에서, 직경(436)에 대한 값은 종방향 축선(422)을 따라 한쪽 또는 양쪽에서 단계적인 또는 다른 패턴화된 변형을 형성할 수 있으며, 이로써 예로서 깔대기 또는 빨대형 선단부를 형성할 수 있다.
도 6은 캐비티를 포함하고 제 1 유체-투과성 본체 표면(604)을 구비하는 유체-투과성 본체(602), 및 제 1 유체-투과성 본체 표면(604) 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(606)를 포함하는 장치(600)의 일 예를 도시하는 사시도이다. 도 7은 도 6의 장치(600)를 도시하는, 선(7-7)에 의해 취해진 측단면도이다. 도 6 및 도 7은 유체-투과성 본체(102)가 캐비티를 포함하도록 선택되는 장치(100)의 일 예를 도시한다. 따라서, 장치(100, 400)에 대한 전술된 설명은 도 6 및 도 7에 대한 이하의 설명에 적용될 수 있으며, 또한 이에 전체적으로 통합될 수 있다. 유체-투과성 본체(602)는 제 1 유체-투과성 본체 표면(604)에 더해 제 2 유체-투과성 본체 표면(608)을 포함한다. 일 예에서, 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(606)의 각각은 단부(610)를 포함할 수 있으며, 단부(610)는 제 1 유체-투과성 본체 표면(604)으로부터 소정 간격으로 이격되고, 단부(610)는 플로어(614)를 포함하는 초소수성 표면(612)을 형성한다. 다른 예(도 7 및 도 6의 상단부에만 도시됨)로서, 장치(600)는 유사하게, 제 2 유체-투과성 본체 표면(608) 상에 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(616)를 포함하며, 이로써 다른 초소수성 표면(618)을 형성한다. 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(606 또는 616) 또는 이들 양자는 일 예로서, 유체-투과성 본체(602)와 일체를 이룰 수 있다. 유체-투과성 본체(602)는 복수의 유체-투과성 셀(622)을 포함한다. 복수의 유체-투과성 셀(622)의 각각은 제 1 유체-투과성 본체 표면(604) 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(608) 각각의 개구(도시되지 않음)와 연통하는 유체 경로(도시되지 않음)를 형성하는 셀 벽(도시되지 않음)을 포함한다. 예(도시되지 않음)에서, 유체-투과성 본체(602)는 유체-투과성 셀(622)을 포함할 수 있으며, 상기 유체-투과성 셀은 제 1 배열로 배향되고, 장치(100)와 관련하여 전술된 방식과 동일한 방식으로 선택되는, 제 1 유체-투과성 본체 표면(604) 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(608) 내의 개구, 리지, 유체 경로 및 셀 벽을 구비한다. 일 예로서, 장치(600)는 제 1 유체-투과성 본체 표면(604) 상에 제 2 배열로 위치되는 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(606)를 포함할 수 있으며, 제 2 배열은 제 1 배열과 상이하고, 제 1 및 제 2 배열은 장치(100)에 대해 전술된 것과 동일한 방식으로 선택된다. 유사하게, 추가적인 예로서, 장치(600)는 제 2 유체-투과성 본체 표면(608) 상에 제 2 배열로 위치되는 복수의 마이크로-스케일 특징부(616)를 포함할 수 있으며, 제 2 배열은 제 1 배열과 상이하다.
예로서, 유체-투과성 본체(602)의 일부 또는 전부는 캐비티를 포함하는 제 1 유체 억제 구조체(624)를 형성할 수 있다. 일 예로서, 제 1 유체-투과성 본체 표면(604)은 캐비티의 내측 영역을 형성할 수 있다. 다른 예로서, 유체-투과성 본체(602)는 그 형상을 유지하기에 적합한 강성 구조를 가질 수 있다. 추가적인 예에서, 도면에 도시되고, 본 명세서에 설명된 장치(600)의 요소의 소정의 일부 또는 전부는 강성일 수 있으며, 장치(600)의 사용 시 그들의 형상을 유지할 수 있다. 다른 예에서, 유체-투과성 본체(602)는 장치(600)에 대해 전술된 바와 같은 방식으로 관형 단면을 갖고 관형 캐비티를 포함하는 제 1 유체 억제 구조체(624)를 형성할 수 있다. 돌출 마이크로-스케일 특징부를 포함하는 캐비티에 대한 배경 정보는 "초소수성 표면 및 제조 공정"이라는 명칭으로 2006년 5월 3일자로 출원된 미국 특허출원 번호 제 11/416,893 호에 개시된다.
일 예에서, 장치(600)는 유체 억제 본체(626)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 유체 억제 본체(626)는 제 2 유체-투과성 본체 표면(608)과 함께 제 2 유체 억제 구조체(628)를 형성할 수 있다. 유체-투과성 본체(602)가 관형 캐비티를 포함하는 제 1 유체 억제 구조체(624)를 형성할 수 있는 일 예에서, 제 2 유체 억제 구조체(628)는 관형 캐비티를 포함하는 제 1 유체 억제 구조체(624)를 둘러싸는 공간을 차지할 수 있으며, 자체가 일반적으로 캐비티 형상을 가질 수 있다. 다른 예로서, 장치(600)는 유체-투과성 본체(602)를 유체 억제 구조체(626)와 연결하는 하나 또는 복수의 지지 부재(629)를 포함할 수 있다. 지지 부재(629)는 일 예로서, 장치(100)에 대해 전술된 바와 동일한 방식으로 유체 억제 본체(626)에 대해 선택된 위치에 유체-투과성 본체(602)를 유지할 수 있다. 일 예에서, 제 2 유체 억제 구조체(628)는 제 2 유체-투과성 본체 표면(608) 및 유체 억제 본체(626)와 함께 선(632)에서 밀봉부를 형성하는 커버(도시되지 않음)를 장치(600) 내에 포함함으로써, 유체 압력 억제 챔버이도록 선택될 수 있다. 다른 예에서, 제 1 및 제 2 유체 억제 구조체(624, 628) 중 어느 하나 또는 양자는 장치(100)에 대해 전술된 바와 유사한 방식으로 제공 및 작동되는 하나 또는 복수의 피팅(631) 또는 유체 압력 게이지(633) 또는 양자 모두를 포함할 수 있다.
일 예에서, 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부(606)는 대체로 종방향 축선(634)을 향하는 방향으로 제 1 유체-투과성 본체 표면(604)으로부터 연장될 수 있다. 일 예로서, 유체-투과성 본체(602)의 경계는 예로서, 점선(636, 638, 640, 642)에 의해 개략적으로 형성될 수 있다. 장치(600) 내의 개방 단부(644)는 종방향 축선(634)의 단부에서 대체로 화살표의 방향으로 장치(600) 내로, 그리고 상기 장치(600) 밖으로의 유체(도시되지 않음)의 통과를 용이하게 할 수 있다.
다른 예에서, 종방향 축선(634)은 곡선 영역(도시되지 않음)을 포함할 수 있으며, 제 1 유체-투과성 본체 표면(604)은 대체로 상기 곡선을 따를 수 있다. 예로서, 곡선은 점진적일 수 있으며, 급한 만곡부를 포함할 수 있다. 종방향 축선(634)은 또한 직선 영역을 포함할 수 있으며, 또는 전체 종방향 축선(634)이 곡선일 수 있다. 캐비티를 포함하는 제 1 유체 억제 구조체(624)는 화살표와 함께 점선으로 표시되고 종방향 축선(634)에 횡방향으로 형성되는 직경(646)을 구비할 수 있다. 일 예에서, 유체-투과성 본체(602)는 대체로 원통형 외측 형상을 구비할 수 있으며, 이로써 장치(600)는 컵 모양의 전체 형상을 가질 수 있다. 장치(600)가 제 2 유체 억제 구조체(628)를 포함할 수 있는 다른 예에서, 제 2 유체 억제 구조체(628)는 또한 대체로 원통형 외측 형상을 구비할 수 있으며, 이로써 장치(600)는 컵 모양의 전체 형상을 가질 수 있다. 추가적인 예(도시되지 않음)로서, 유체-투과성 본체(602), 또는 존재한다면, 제 2 유체 억제 구조체(628)는 장치(600)가 다른 선택된 외측 형상을 가질 수 있도록 추가적인 재료를 포함할 수 있다. 추가적인 예(도시되지 않음)에서, 장치(600)는 추가적인 구성요소를 구비하는 디바이스 내에 일체화될 수 있다.
일 예로서, 제 1 유체 억제 구조체(624)의 직경(646)은 종방향 축선(634)을 따라 균일할 수 있다. 다른 예(도시되지 않음)로서, 제 1 유체 억제 구조체(624)의 직경(646)은 종방향 축선(634)을 따라 상이한 위치에 2개 이상의 상이한 값을 포함할 수 있다. 추가적인 예(도시되지 않음)에서, 직경(646)에 대한 값은 종방향 축선(634)을 따라 하나 또는 양 방향으로 점진적으로 또는 다른 패턴화된 변형을 할 수 있으며, 예로서 플라스크(flask) 또는 사발을 형성한다. 일 예에서, 제 1 유체 억제 구조체(624)의 직경(646)은 약 5 밀리미터의 길이를 가질 수 있으며, 종방향 축선(634) 방향으로 관형 캐비티의 깊이는 약 7 밀리미터일 수 있다.
일 예로서, 장치(600)는 유체-투과성 본체(602)가 추가적인 재료(도시되지 않음)로 일체화될 수 있도록 보다 큰 디바이스(도시되지 않음)와 통합될 수 있다. 일 예에서, 복수의 장치(600)는 서로 평행하게 이격된 배열로 정렬되는 종방향 축선을 가질 수 있으며, 각각의 장치(600)는 개방 단부(644)를 갖고, 개방 단부(644)는 평면(도시되지 않음)에서 정렬된다. 일 예로서, 96개의 장치(600)가 집단적으로, 생물학적 및 화학적 실험을 실행하는데 사용하기 위해 스탠다드-96 웰 마이크로-웰 플레이트를 형성할 수 있다. 일 예에서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(606)는 수성상 실험의 완료 후에 장치(600)로부터 반응물의 자체-세정을 용이하게 할 수 있다.
도 8은 복수의 장치(802)를 포함하도록 선택되는 장치(800)의 일 예에 대한 단면도이다. 일 예로서, 장치(800)는 하나 이상의 장치(400) 및 하나 이상의 장치(600)를 포함할 수 있다. 따라서, 장치(100, 400, 600)에 대한 전술한 설명이 도 8의 이하의 설명에 적용될 수 있으며, 전체적으로 통합될 수 있다. 일 예에서, 장치(800)는 7개의 장치(802)를 포함할 수 있으며, 각각의 장치(802)는 독립적으로 장치(400) 또는 장치(600)로서 선택된다. 다른 예로서, 장치(800)는 도 8에 도시된 바와 같이 서로에 대해 배열된 4개의 장치(400) 및 3개의 장치(600)를 포함할 수 있다. 장치(802)의 소정의 개수, 장치(400, 600) 사이의 선택, 및 서로에 대한 장치(400, 600)의 배열은 장치(800) 내의 복수의 장치(802) 내의 포함을 위해 선택될 수 있다는 것이 이해된다. 예로서, 2개 내지 약 1000개, 또는 2개 내지 약 100, 또는 2개 내지 약 10개의 장치(802)가 장치(800) 내에 포함될 수 있다. 전술된 바와 같이, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 장치(400)는, 예로서 도관을 포함하도록 선택되고 제 1 유체-투과성 본체 표면(404) 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(408)을 구비하는 하나의 유체 투과성 본체(402)를 포함할 수 있다. 또한, 전술된 바와 같이, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 장치(600)는, 캐비티를 포함하도록 선택되고, 제 1 유체-투과성 본체 표면(604) 및 제 2 유체-투과성 본체 표면(608)을 구비하는 하나의 유체-투과성 본체(602)를 포함할 수 있다. 장치(400, 600)의 각각은 이미 전술된 바와 같이 추가적인 특징부를 포함하도록 선택될 수 있다. 일 예에서, 장치(800) 내의 복수의 장치(400, 600)의 포함은 단일의 이러한 장치(400, 600)에서 사용할 수 있는 것보다 장치(800)의 사용 시의 유체 사이의 보다 높은 속도의 상호 작용을 용이하게 할 수 있다. 다른 예로서, 장치(800)는 장치(802) 쌍 사이에 하나 또는 복수의 지지 부재(804)를 포함할 수 있다. 지지 부재(804)는 예로서, 서로에 대해 선택된 위치에 장치(802)의 쌍을 유지할 수 있다.
일 예에서, 장치(800)는 유체 억제 본체(806)를 포함할 수 있다. 다른 예로 서, 유체 억제 구조체(806)는 제 2 유체-투과성 본체 표면(408, 608)과 함께 제 2 유체 억제 구조체(808)를 형성할 수 있다. 다른 예로서, 유체-제 2 유체 억제 구조체(808)는 그 형상을 유지하기에 적합한 강성 구조를 가질 수 있다. 추가적인 예에서, 도면에 도시되고 본 명세서에 설명된 장치(800)의 요소 중 어느 하나 또는 전부는 강성일 수 있고, 장치(800)의 사용시 그 형상을 유지할 수 있다. 일 예에서, 제 2 유체 억제 구조체(808)는 장치(802)를 둘러싸는 공간을 차지할 수 있으며, 일반적으로 도 4 및 도 6에 도시된 것과 동일한 방식으로 환형 형상을 구비할 수 있다. 다른 예로서, 장치(800)는 제 2 유체-투과성 본체 표면(408, 608)을 유체 억제 구조체(806)와 연결하는 하나 또는 복수의 지지 부재(810)를 포함할 수 있다. 지지 부재(810)는 일 예로서, 유체 억제 구조체(806)에 대해 선택된 위치에 장치(400, 600)를 유지할 수 있다. 추가적인 예로서, 제 2 유체 억제 구조체(808)는 장치(100)와 관련하여 전술된 것과 동일한 방식으로 유체 압력 억제 챔버이도록 선택될 수 있다. 다른 예에서, 제 2 유체 억제 구조체(808)는 장치(100)와 관련하여 전술된 것과 유사한 방식으로 제공 및 작동되는 하나 또는 복수의 피팅(812) 또는 유체 압력 게이지(814), 또는 이들 양자를 포함할 수 있다. 추가적인 예로서, 유체 억제 본체(806)의 내측면(816)(도시되지 않음)은 초소수성 표면을 형성하는 내측면(816)으로부터 일정 간격으로 이격된 단부를 포함하는 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부를 포함할 수 있다.
다른 예에서, 장치(800) 내의 포함을 위해 선택된 소정의 장치(400)의 종방향 축선(422) 및 소정의 장치(600)의 종방향 축선(634)은 서로 평행될 수 있다. 종방향 축선(422, 634) 모두가 서로 평행한 다른 예로서, 장치(800)는 곡선 영역(도시되지 않음)을 포함할 수 있고, 제 1 유체-투과성 본체 표면(404, 604)은 일반적으로 곡선을 따를 수 있다. 예로서, 곡선은 점진적일 수 있고, 또는 급격한 만곡부를 포함할 수 있다. 또한, 종방향 축선(422, 634)은 예로서, 직선 영역을 포함할 수 있으며, 또는 전체 종방향 축선(422, 634)은 곡선일 수 있다. 다른 예에서, 장치(800) 내에 포함되는 소정의 제 1 유체 억제 구조체(416, 624)는 동일한 직경 또는 상이한 직경(436, 646)을 가질 수 있다. 일 예로서, 직경(436, 646)은 종방향 축선(422, 634)을 따라 균일할 수 있으며, 또는 각각 종방향 축선(422, 634)을 따른 상이한 위치에 2개 이상의 상이한 값을 독립적으로 포함할 수 있으며, 또는 직경(436, 646)에 대한 값은 각각 종방향 축선(422, 634)을 따른 하나 또는 양 방향으로 점진적 또는 다른 패턴화된 변형을 독립적으로 형성할 수 있다. 일 예에서, 제 2 유체 억제 구조체(808)는 대체로 원통형 외측 형상을 가질 수 있다. 추가적인 예(도시되지 않음)로서, 제 2 유체 억제 구조체(808)는 장치(800)가 다른 선택된 외측 형상을 가질 수 있도록 추가적인 재료를 포함할 수 있다. 추가적인 예(도시되지 않음)에서, 장치(800)는 추가적인 구성요소를 갖는 디바이스 내에 일체화될 수 있다.
도 9는 도 1 내지 도 8에 도시된 것과 같은 장치(100, 400, 600, 800)를 제조하기 위한 공정(900)의 일 예를 도시하는 흐름도이다. 공정(900)은 단계(902)에서 개시하고, 도 1 내지 도 8과 관련하여 전술된 바와 같이, 단계(904)에서 3차원(3-D) 그래픽 디자인 전자 데이터 파일이 장치(100, 400, 600, 800)에 제공된다. 3-D 그래픽 디자인은 컴퓨터 이용 설계(CAD)로 잘 알려진 3-D 그래픽 컴퓨터 프로그램을 사용하여 생성될 수 있다. 예로서, 미국 캘리포니아주 94903, 산 라펠, 맥인니스 파크웨이 111 소재 오토데스크 잉크(Autodesk, Inc.)로부터 구매 가능한 3ds 맥스 표면 모델링 프로그램(3ds Max surface modeling program)이 사용될 수 있다. 다른 예에서, 미국 매사츄세츠주 02494, 니드행, 켄드릭 스트리트 140 소재 파라메트릭 테그놀로지 코포레이션(Parametric Technology Corporation)으로부터 구매 가능한 프로/엔지니어 솔리드 모델링 프로그램(PRO/Engineer solid modeling program)이 사용될 수 있다.
단계(906)에서, 3-D 그래픽 디자인 데이터 파일은 선택된 3-D 급속 프로토타입 제조(RPF) 장치와 양립 가능한 포맷을 갖는 전자 데이터 파일로 변환될 수 있다. 단계(908)에서, 변환된 3-D 그래픽 데이터 파일은 선택된 3-D 급속 프로토타입 제조 장치로의 입력이다.
일 예에서, 그 후 3-D 급속 프로토타입 제조 장치는 3-D 그래픽 데이터 파일을 장치(100, 400, 600, 800)를 위한 제조 재료의 연속적으로 놓인 하부층에 의해 장치(100, 400, 600, 800)로 변환하도록 사용될 수 있다.
공정(900)에 의해 장치(100, 400, 600, 800) 제조를 위해 선택될 수 있는 구매 가능한 RPF 장치에 의해 실행되는 레이다운 공정의 예중에는 이하의 것이 있다: 열적 상 변화 잉크 젯 증착, 포토폴리머 상 변화 잉크 젯 증착, 스테레오리소그래피("님), 솔리드 그라운드 경화("SGC"), 선택식 레이저 소결("SLS"), 융합 증착 모델링("FDM"), 적층식 오브젝트 제조("LOM"), 및 3-D 인쇄("3DP"). 이러한 공정 각 각은 지지 표면 상에 장치(100, 400, 600, 800)용 제조 재료의 박층의 연속적인 레이다운을 포함할 수 있다. 지지 표면은 제조 재료가 부유하도록 유기되는 고체 플랫폼 또는 액체 표면일 수 있다. 제조 재료가 지지 표면 위에서 이격된 위치에 레이 다운될 필요가 있는 경우, 이격된 제조 재료가 결과적으로 증착될 수 있는 지지 재료는 연속적인 제거를 위해 배열되는 목적을 위해 필요한 때 및 장소를 레이 다운된다. 예로서, 지지 재료는 열에 의해 제거될 수 있는 왁스, 또는 선택적으로 용해될 수 있는 재료일 수 있다.
이들 공정의 각각은 액체 또는 고체 형태로 제조 재료를 레이 다운한다. 액체 형태로 제조 재료의 레이다운을 포함하는 공정은 열적 상 변형 잉크 젯, 포토폴리머 상 변형 잉크 젯, 및 SLA 공정을 포함한다. 잉크 젯 공정의 사용은 잉크 젯으로부터 분사되는 액체 제조 재료의 응고가 최소 보이드 형성으로 발생할 수 있기 때문에, 상대적으로 고품질 장치(100, 400, 600, 800)의 제조 결과를 갖고 온다. 또한, 잉크 젯으로부터 분사된 액체 제조 재료는 매우 작은 입자 크기를 가질 수 있으며, 이러한 입자 크기는 상대적으로 작은 치수를 갖는 돌출 마이크로-스케일 특징부의 제조를 허용한다. 그러나, 돌출 마이크로-스케일 특징부를 위한 가능한 최소 치수는 잉크 젯 시스템 내의 액체 제조 재료의 유동 역학에 의해 제한될 수 있다. 열적 상 변형 잉크 젯 장치는 잉크 젯에 양립 가능하고 냉각 시 응고에 적합한 제조 재료의 제한된 타입을 적용할 수 있으며, 이는 상대적으로 거칠지만 취성의 장치(100, 400, 600, 800)를 생산할 수 있다. 포토폴리머 상 변형 잉크 젯 장치는 잉크 젯과 양립 가능하고 자외선에 노출 시 경화되기에 적합한 폭 넓은 제 조 재료를 적용할 수 있으며, 이는 강성이거나 상대적으로 가요성의 장치(100, 400, 600, 800)를 생산할 수 있다. 일 예에서, 미국 캘리포니아주 91355, 발렌시아, 애비뉴 홀 26081 소재 쓰리디-시스템즈, 잉크(3D-Systems, Inc.)로부터 구매 가능한 인비전 에이치알 3-D 프린터(InVision HR-3-D Printer)가 사용될 수 있으며, 초기의 3-D 그래픽 전자 데이터 파일이 단계(906)에서 STL 파일 포맷으로 변환될 수 있다. 일 예로서, 쓰리디 시스템즈 잉크로부터 구매 가능한 비지젯(등록 상표) 에이치알-200 플라스틱 재료가 제조 재료로서 사용될 수 있다. 비지젯(등록 상표) 에이치알-200 플라스틱 재료는 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 에스테르, 우레탄 아크릴레이트 폴리머, 및 프로필렌 글리콜 모노메타크릴레이트를 포함한다. SLA는 자외 광선이 추적할 수 있는 배트(vat) 위에 액체 포토폴리머를 적용할 수 있으며, 액체 포토폴리머의 응고 층은 배트 내에서 하부에 위치될 수 있다. SGC는 유사한 기술을 적용할 수 있으나, 응고 층은 고체 제조 플랫폼 상에 지지된다.
고체 형태로 제조 재료의 레이다운을 포함하는 공정은 SLS, FDM, LOM 및 3DP를 포함한다. SLS는 2개의 제조 재료 분말 매거진 상에서 전?후로 이동하는 레벨링 롤러, 및 롤러에 의해 제조 플랫폼 상에 도포되는 분말 코팅으로부터 제조 재료 층을 선택적으로 소결하는 레이저를 채용할 수 있다. 3DP 공정은 접착제가 잉크 젯에 의해 선택적으로 분사되어 바운드 제조 재료의 연속적인 층을 형성하는 제조 재료 분말의 베드를 채용할 수 있다. 3DP 공정은 접착제에 의해 분말의 불균일한 웨팅의 결과로서 상대적으로 조잡하고 다공성의 구조, 및 바운드 제조 재료 입자 사이의 보이드의 존재를 갖는 장치(100, 400, 600, 800)를 생산할 수 있다. 과도한 접착제의 적용은 상대적으로 또는 과도하게 큰 돌출 마이크로-스케일 특징부의 제조 결과를 가져올 수 있다. 일 예에서, 좁은 입자 크기 분배 및 매우 작은 입자를 갖는 제조 재료 분말이 선택될 수 있다. 다른 예로서, 접착제 도포 이전에 분말의 패킹 균일성은 주의 깊에 제어될 수 있다. 일 예로서, 잉크 젯에 의해 분사되는 접착제 방울의 평균 크기보다 적어도 약 10배 정도 작은 평균 입자 크기를 갖는 제조 재료 분말이 선택될 수 있다. 이러한 제조 재료 분말은 액체 제조 재료의 잉크 젯 인쇄 사용 시 얻어질 수 있는 결과에 비해, 그것이 재조될 때 장치(100, 400, 600, 800)의 수축이 보다 적게 일어날 수 있다. FDM 공정은 플라스틱 와이어의 잉크 젯 분사 및 용융을 채용할 수 있다. LOM 공정은 제조 재료의 시트의 박막층의 연속적인 레이저 절단 및 접착을 포함할 수 있다. 세라믹 분말이 장치(100, 400, 600, 800)에 대한 제조 재료로서 선택될 수 있는 일 예에서, SLS 공정이 분말을 소결하기 위해 사용될 수 있다. SLS 공정 또는 그 등가물에 의해 소결하기에 적합한 소정의 세라믹 성분이 사용될 수 있다는 것이 당업자에게 이해될 것이다. 비-소수성 세라믹 성분이 선택되는 일 예로서, 소수성 층이 소결된 세라믹으로 형성되는 장치의 돌출 마이크로-스케일 특징부 상에 적용될 수 있다. 이러한 소수성 층은 일 예에서, 화학적 증기 증착 공정에 의해 적용될 수 있다. 일 예에서, 퍼플루오르화 탄화수소 코팅 성분이 사용될 수 있다. 다른 소수성 코팅 성분이 사용될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다.
추가적인 예로서, 3-D 급속 프로토타입 제조 장치는 장치(100, 400, 600, 800)의 음각 이미지로 프로그램될 수 있으며, 이로써 지지 물질은 장치(100, 400, 600, 800)를 제조하기 위해 제조 재료를 대신하여 레이 다운된다. 일 예에서, 쓰리-디 시스템즈 잉크로부터 구매 가능한 비시젯(등록 상표) S-100 모델 재료, 하이드록시레이트 왁스 성분이 제조 재료로서 사용될 수 있다.
단계(910)에서, 장치(100, 400, 600, 800)용 3-D 제조 배향이 선택될 수 있다. 일 예로서, 도 4를 참조하면, 장치(400)는 종방향 축선(422)의 방향 또는 제 1 유체 억제 구조체(416)의 직경(436)에 평행한 횡방향으로 제조될 수 있다. 일 예에서, 장치(400)에 대한 제조 배향(build orientation)은 돌출 마이크로-스케일 특징부(406, 407) 및 포함된다면 제 2 유체 억제 구조체(420)가, 이들의 제조 동안, 이들에 대한 지지 재료의 증착에 대한 요구가 최소화되는 방향으로 제조된다. 일 예로서, SLA를 사용하는 종방향 축선(422)의 방향으로의 장치(400)의 제조는 지지 재료의 감소된 레이다운을 용이하게 할 수 있다. 돌출 마이크로-스케일 특징부(406, 407)가 연속적인 리지의 형태로 선택되는 다른 예에서, SLA, FDM, LOM, 3DP, 또는 인비젼 젯 프린터를 사용하는 종방향 축선(422) 방향으로의 장치(400)의 제조는 보다 적은 지지 재료의 레이다운을 필요로 할 수 있다.
도 10은 도 9에 따른 제조 동안, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 장치(400)의 일 예를 도시하는 사시도이다. 도 10에 도시된 것과 같은 장치(400)는 종방향 축선(422)을 갖는 제 1 유체 억제 구조체(402)를 경계짓는 제 1 유체-투과성 본체 표면(404)을 갖는 유체-투과성 본체(402)를 포함하며, 제 1 유체-투과성 본체(402)는 제 2 유체-투과성 본체 표면(408)을 포함하고, 제 1 유체-투과성 본체 표면(404)은 돌출 마이크로-스케일 특징부(406)를 포함하고, 제 2 유체-투과성 본체 표면(408)은 돌출 마이크로-스케일 특징부(407)를 포함한다. 일 예로서, 장치(400)는 화살표(1004) 방향으로 제조 재료(1002) 상에서 제조될 수 있다. 지지 재료(1006)는 장치(400)가 제조됨에 따라 제조 지지체(1002) 상에 레이 다운될 수 있다. 지지 재료(1006)는 돌출 마이크로-스케일 특징부(406, 407) 및 유체 투과성 본체(402)를 둘러싸는 선(1008)까지 제 1 유체 억제 구조체(416)를 충전할 수 있다(도시되지 않음). 다른 예로서, 만약 돌출 마이크로-스케일 특징부가 선단부에서 개시되어 그들을 함께 유지하는 유체-투과성 본체의 형성으로 종료하여 제조되는 경우, 돌출 마이크로-스케일 특징부 사이의 전체 보이드 공간은 제조 재료의 레이다운 동안 지지 재료로 충전될 필요가 있을 수 있다.
단계(912)에서, 제조 재료는 제조 지지체 상에 레이 다운될 수 있으며, 유체-투과성 본체 및 돌출 마이크로-스케일 특징부는 일체로 제조될 수 있다. 따라서, 일 예로서, 장치(400)는 도 10에 도시된 바와 같이 제조될 수 있다. 일 예에서, 제조 재료의 층의 레이다운의 각 사이클은 화살표(1004)의 방향으로 제조 재료의 레벨 증착을 유지하기 위해 층의 밀링 공정을 포함할 수 있다. 이러한 방식에 있어서, 결과적인 장치(400)의 정밀한 제조 치수가 제어될 수 있다. 일 예로서, 돌출 마이크로-스케일 특징부(406)는 가요성 재료로 제조될 수 있으며, 이로써 밀링 공정은 돌출 마이크로-스케일 특징부(406)의 파손보다 오히려 제조 재료의 최근-증착 층의 깨끗한 연마를 야기한다. 일 예에서, 3-D 급속 프로토타입 제조 장치에 의해 채용되는 경우 잉크 젯 노즐은 소정의 젯 노즐 클록(jet nozzle clog)를 검지 및 제거하기 위해 각가의 레이다운 사이클 후에 실험될 수 있다.
제조 동안 장치(100, 400, 600, 800)에 대한 기계적 지지를 제공하기 위해 지지 재료가 레이 다운될 수 있는 도 9에서처럼, 지지 재료는 단계(914)에서 이어서 제거될 수 있다. 예로서, 지지 재료 성분은 지지 재료가 적합한 용매 내에서 지지 재료의 선택적인 용해에 의해 또는 열의 인가에 의해 선택적으로 제거될 수 있다. 일 예로서, 지지 재료는 왁스일 수 있다. 그 후, 공정(900)은 단계(916)에서 종료된다.
또한, 공정(900)은 장치(100, 400, 600, 800)를 제조하기 위해 유사한 방식으로 사용될 수 있다. 장치(600)가 제조되는 일 예에 있어서, 단계(910)에서, 3-D 제조 배향은 돌출 마이크로-스케일 특징부(606)가 제 1 유체-투과성 본체 표면(604)의 플로어(614) 상에서 먼저 제조될 수 있고, 그 후에 개방 단부(644)를 향하는 대체적인 방향으로 제 1 유체-투과성 본체 표면(604)의 나머지 부분 상에서 제조될 수 있도록 선택될 수 있다.
도 11은 액체를 유체로 처리하는 방법(1100)의 실행을 도시하는 흐름도이다. 장치(100, 400, 600, 800)에 대한 전술한 제조, 구조 및 작동 관련 설명이 방법(1100)의 설명에 완전히 통합된다. 방법(1100)은 단계(1102)에서 개시하고, 단계(1104)에서, 제 1 유체 억제 구조체를 포함하고 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면을 구비하는 유체-투과성 본체; 유체-투과성 본체 내의 복수의 유체-투과성 셀로서, 각각이 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면 양자 내의 개구와 연통하는 유체 경로를 형성하는 셀 벽을 구비하는, 상기 복수의 유체-투과성 셀; 제 1 유체-투 과성 본체 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부; 및 제 2 유체-투과성 본체 표면과 함께 제 2 유체 억제 구조체를 형성하는 유체 억제 구조체를 포함하는 전술된 것과 같은 선택된 장치(100, 400, 600, 800)가 제공된다. 단계(1106)에서, 제 1 액체가 제 1 유체 억제 구조체 내로 도입되고, 유체가 제 2 유체 억제 구조체 내로 도입되어서, 제 1 유체-투과성 본체를 통해 제 1 액체와 유체 사이에서의 상호 작용이 발생하도록 허용된다. 상기 방법은 단계(1108)에서 종료될 수 있다. 일 예에서, 상기 방법은 제 2 유체 억제 구조체 내의 압력에 대해 상대적인 선택된 범위 내에서 제 1 유체 억제 구조체 내의 압력을 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 방법은 제 1 액체와 유체 내의 가스 사이에서, 유체-투과성 본체를 통해 상호 작용이 발생하도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적인 예로서, 상기 방법은 제 2 유체-투과성 본체 표면 상에 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부를 포함하는 장치를 제공하는 단계, 및 제 2 유체 억제 구조체 내에 제 2 액체를 도입하고 유체-투과성 본체를 통해 제 1 및 제 2 액체 사이에서 상호 작용이 발생하도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
도 12는 초소수성 표면을 유지하는 방법(1200)에 대한 일 실시예를 도시하는 흐름도이다. 장치(100, 400, 600, 800)의 제조, 구조 및 작동에 대한 전술한 설명은 방법(1200)에 대한 본 설명에 전체적으로 통합된다. 방법(1200)은 단계(1202)에서 개시되고, 단계(1204)에서는, 제 1 유체 억제 구조체를 포함하고, 제 1 및 제 2 유체-투과성 본체 표면을 구비하는 유체-투과성 본체; 유체-투과성 본체 내의 복수의 유체-투과성 셀로서, 복수의 유체-투과성 셀 각각이 제 1 및 제 2 유체-투과 성 본체 표면 양자 내의 개구와 연통하는 유체 경로를 형성하는 셀 벽을 구비하는, 상기 복수의 유체-투과성 셀; 제 1 유체-투과성 본체 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부; 및 제 2 유체-투과성 본체 표면과 함께 제 2 유체 억제 구조체를 형성하는 유체 억제 구조체를 포함하는 전술된 것과 같은 선택된 장치(100, 400, 600, 800)가 제공된다. 단계(1206)에서, 제 1 액체는 제 1 유체 억제 구조체 내로 도입되고, 기체상 유체가 제 2 유체 억제 구조체 내로 도입되며, 압력은 제 2 유체 억제 구조체 내의 압력에 대해 선택된 범위 내에서 제 1 유체 억제 구조체에서 유지된다. 상기 방법은 단계(1208)에서 종료될 수 있다. 일 예에서, 상기 방법은 제 2 유체 억제 구조체가 상승된 압력 하에 위치될 수 있도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
장치(100, 400, 600, 800)는 초소수성 표면을 갖는 유체-투과성 본체가 유용할 수 있는 광범위한 최종 사용예에 사용될 수 있다. 예로서, 장치(100, 400, 600, 800)는 초 처마찰 유체 유동을 용이하게 할 수 있다. 바이오칩 및 마이크로리액터와 같은 마이크로-유체 억제 구조체를 포함하는 디바이스가 공정(900)에 의해 제조될 수 있으며, 장치(100, 400, 600, 800)를 통합할 수 있다. 일 예에서, 장치(100, 400, 600, 800)는 생물학 및 화학적 반응물을 위한 임시 용기로서, 또는 반응물 용기로서 사용될 수 있으며, 반응물이 수용액의 형태로 자체-정화될 수 있다.
전술된 설명이 도 1 내지 도 10에 도시된 것과 같은 장치(100, 400, 600, 800)에 대한 일부 예를 언급하고 있지만, 주요 내용은 이러한 구조체 및 본 명세서 에서 설명된 구조체에 한정되는 것은 아니라는 것이 인식된다. 초소수성 표면을 갖는 유체-투과성 본체를 포함하는 다른 형상 및 구성이 제조될 수 있다. 유사하게, 개시된 공정(900)은 초소수성 표면을 갖는 유체-투과성 본체를 포함하는 추가적인 장치를 제조하는데 사용될 수 있다. 또한, 액체를 도 11에 도시된 유체로 처리하는 방법 및 도 12에 도시된 초소수성 표면을 유지하는 방법이 추가적인 단계 및 개시된 단계의 변형을 포함할 수 있다는 것은 당업자에게 이해된다. 장치(100, 400, 600, 800) 각각에 대한 전술된 최종-사용예는 유사하게 이러한 장치 모두에 적용 가능하다는 것이 이해된다. 예로서, 장치(100, 400, 600, 800)는 혈액 산화; 혈액 투석; 상업적, 화학적 및 생물공학적 제조; 미세 유체 공학을 포함하여 증가된 유속으로 유체의 장치 내로의 운반; 및 액체로부터 기체 또는 증기의 제거에 사용될 수 있다.
또한, 수많은 예에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적을 위해 제시된 것임을 이해할 것이다. 이러한 설명은 배타적이지 않으며, 본 발명의 청구 범위를 개시된 정확한 형태로 한정하는 것도 아니다. 전술된 설명의 관점에서 여러 변형예 및 개조예들이 가능하며, 본 발명을 실행함으로써 얻어질 수 있다. 특허청구범위 및 이의 동등물이 본 발명의 범위를 규정한다.

Claims (10)

  1. 제 1 비-평면형 외측 표면과, 상기 제 1 비-평면형 외측 표면으로부터 반대 방향을 향하는 제 2 외측 표면을 구비하는 강성 유체-투과성 본체와,
    상기 강성 유체-투과성 본체 내의 복수의 유체-투과성 셀로서, 각각의 유체-투과성 셀은 제 1 비-평면형 외측 표면 내의 개구 및 제 2 외측 표면 내의 다른 개구를 구비하고, 각각의 유체-투과성 셀은 상기 제 1 및 제 2 외측 표면 양자 내의 개구와 연통하는 유체 경로를 형성하는 셀 벽을 구비하는, 상기 복수의 유체-투과성 셀과,
    상기 강성 유체-투과성 본체의 제 1 비-평면형 외측 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부를 포함하는
    장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부 각각은 단부를 포함하고, 상기 단부는 상기 강성 유체-투과성 본체의 제 1 비-평면형 외측 표면으로부터 소정 간격으로 이격되며, 상기 단부는 집합적으로 초소수성 표면(superhydrophobic surface)을 형성하는
    장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 강성 유체-투과성 본체는 일체형이며,
    상기 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부는 상기 강성 유체-투과성 본체와 일체형인
    장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 강성 유체-투과성 본체의 제 2 외측 표면 상에 다른 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부를 더 포함하는
    장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 강성 유체-투과성 본체의 제 1 비-평면형 외측 표면은 유체 억제 구조체를 형성하며, 상기 유체 억제 구조체는 유체-투과성 도관 또는 유체-투과성 캐비티인
    장치.
  6. 제 1 외측 표면과, 상기 제 1 외측 표면으로부터 반대 방향을 향하는 제 2 외측 표면을 구비하는 강성 유체-투과성 본체와,
    상기 강성 유체-투과성 본체 내의 복수의 유체-투과성 셀로서, 각각의 유체-투과성 셀은 제 1 외측 표면 내의 개구 및 제 2 외측 표면 내의 다른 개구를 구비하고, 각각의 유체-투과성 셀은 상기 제 1 및 제 2 외측 표면 양자 내의 개구와 연통하는 유체 경로를 형성하는 셀 벽을 구비하는, 상기 복수의 유체-투과성 셀과,
    상기 강성 유체-투과성 본체의 제 1 외측 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부와,
    상기 강성 유체-투과성 본체의 제 2 외측 표면과 함께 유체 억제 구조체를 형성하는 유체 억제 본체를 포함하는
    장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 강성 유체-투과성 본체는 일체형이며,
    상기 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부는 상기 강성 유체-투과성 본체와 일체형인
    장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 강성 유체-투과성 본체의 제 2 외측 표면 상에 다른 복수의 마이크로-스케일 특징부를 더 포함하는
    장치.
  9. 유체로 액체를 처리하는 방법에 있어서,
    제 1 유체 억제 구조체를 형성하는 제 1 외측 표면과, 상기 제 1 외측 표면으로부터 반대 방향을 향하는 제 2 외측 표면을 구비하는 강성 유체-투과성 본체와; 상기 강성 유체-투과성 본체 내의 복수의 유체-투과성 셀로서, 각각의 유체-투과성 셀은 제 1 외측 표면 내의 개구 및 제 2 외측 표면 내의 다른 개구를 구비하며, 각각의 유체-투과성 셀은 상기 제 1 및 제 2 외측 표면 양자 내의 개구와 연통하는 유체 경로를 형성하는 셀 벽을 구비하는, 상기 복수의 유체-투과성 셀과; 상기 강성 유체-투과성 본체의 제 1 외측 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부와; 상기 강성 유체-투과성 본체의 제 2 외측 표면과 함께 제 2 유체 억제 구조체를 형성하는 유체 억제 본체를 포함하는 장치를 제공하는 단계와,
    상기 제 1 유체 억제 구조체 내로 제 1 액체를 도입하고, 상기 제 2 유체 억제 구조체 내로 유체를 도입하여, 상기 강성 유체-투과성 본체를 통해 상기 제 1 액체와 상기 유체 사이에서 상호 작용이 발생하도록 하는 단계를 포함하는
    유체로 액체를 처리하는 방법.
  10. 초소수성 표면을 유지하는 방법에 있어서,
    제 1 유체 억제 구조체를 형성하는 제 1 외측 표면과, 상기 제 1 외측 표면으로부터 반대 방향을 향하는 제 2 외측 표면을 구비하는 강성 유체-투과성 본체와; 상기 강성 유체-투과성 본체 내의 복수의 유체-투과성 셀로서, 각각의 유체-투과성 셀은 제 1 외측 표면 내의 개구 및 제 2 외측 표면 내의 다른 개구를 구비하며, 각각의 유체-투과성 셀은 상기 제 1 및 제 2 외측 표면 양자 내의 개구와 연통하는 유체 경로를 형성하는 셀 벽을 구비하는, 상기 복수의 유체-투과성 셀과; 상기 강성 유체-투과성 본체의 제 1 외측 표면 상의 복수의 돌출 마이크로-스케일 특징부와; 상기 강성 유체-투과성 본체의 제 2 외측 표면과 함께 제 2 유체 억제 구조체를 형성하는 유체 억제 본체를 포함하는 장치를 제공하는 단계와,
    상기 제 1 유체 억제 구조체 내로 액체를 도입하고, 상기 제 2 유체 억제 구조체 내로 기체상 유체를 도입하며, 상기 제 2 유체 억제 구조체 내의 압력에 대해 선택된 범위 내에서 상기 제 1 유체 억제 구조체 내의 압력을 유지하는 단계를 포함하는
    초소수성 표면 유지 방법.
KR1020097011002A 2006-11-30 2007-11-28 초소수성 표면을 갖는 유체-투과성 본체 KR101107829B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/607,134 US8047235B2 (en) 2006-11-30 2006-11-30 Fluid-permeable body having a superhydrophobic surface
US11/607,134 2006-11-30
PCT/US2007/024476 WO2008066828A2 (en) 2006-11-30 2007-11-28 Fluid-permeable body having a superhydrophobic surface

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090084906A KR20090084906A (ko) 2009-08-05
KR101107829B1 true KR101107829B1 (ko) 2012-02-09

Family

ID=39468490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097011002A KR101107829B1 (ko) 2006-11-30 2007-11-28 초소수성 표면을 갖는 유체-투과성 본체

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8047235B2 (ko)
EP (1) EP2089310B1 (ko)
JP (1) JP5334858B2 (ko)
KR (1) KR101107829B1 (ko)
CN (1) CN101541666B (ko)
WO (1) WO2008066828A2 (ko)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8286561B2 (en) 2008-06-27 2012-10-16 Ssw Holding Company, Inc. Spill containing refrigerator shelf assembly
US11786036B2 (en) 2008-06-27 2023-10-17 Ssw Advanced Technologies, Llc Spill containing refrigerator shelf assembly
WO2010042191A1 (en) 2008-10-07 2010-04-15 Ross Technology Corporation Highly durable superhydrophobic, oleophobic and anti-icing coatings and methods and compositions for their preparation
EP2496886B1 (en) 2009-11-04 2016-12-21 SSW Holding Company, Inc. Cooking appliance surfaces having spill containment pattern and methods of making the same
US8720828B2 (en) * 2009-12-03 2014-05-13 The Boeing Company Extended plug cold plate
WO2011116005A1 (en) 2010-03-15 2011-09-22 Ross Technology Corporation Plunger and methods of producing hydrophobic surfaces
CA2798123C (en) 2010-05-05 2020-06-23 The Governing Council Of The University Of Toronto Method of processing dried samples using digital microfluidic device
KR101906613B1 (ko) * 2010-07-27 2018-10-10 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 액체에서 초소수성을 회복하고 유지하기 위한 방법 및 장치
US20120035081A1 (en) * 2010-08-05 2012-02-09 Xerox Corporation Non-polar solid inks for biomedical applications
WO2012040861A1 (en) * 2010-10-01 2012-04-05 The Governing Council Of The University Of Toronto Digital microfluidic devices and methods incorporating a solid phase
PE20140834A1 (es) 2011-02-21 2014-07-10 Ross Technology Corp Revestimiento superhidrofos y oleofobos con sistema aglutinantes con bajo contenido de cov
AU2011374899A1 (en) 2011-08-05 2014-02-20 Massachusetts Institute Of Technology Devices incorporating a liquid - impregnated surface
DE102011085428A1 (de) 2011-10-28 2013-05-02 Schott Ag Einlegeboden
EP2791255B1 (en) 2011-12-15 2017-11-01 Ross Technology Corporation Composition and coating for superhydrophobic performance
CN104349984A (zh) 2012-03-23 2015-02-11 麻省理工学院 用于食品包装和食品加工设备的自润滑表面
US9625075B2 (en) 2012-05-24 2017-04-18 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus with a liquid-impregnated surface to facilitate material conveyance
US20130337027A1 (en) 2012-05-24 2013-12-19 Massachusetts Institute Of Technology Medical Devices and Implements with Liquid-Impregnated Surfaces
BR112014032676A2 (pt) 2012-06-25 2017-06-27 Ross Tech Corporation revestimentos elastoméricos que têm propriedades hidrofóbicas e/ou oleofóbicas
FR2993281B1 (fr) * 2012-07-13 2014-07-18 Biomerieux Sa Systeme automatise de lyse de microorganismes presents dans un echantillon, d'extraction et de purification des acides nucleiques desdits microorganismes aux fins d'analyse
BR112015011378A8 (pt) 2012-11-19 2019-10-01 Massachusetts Inst Technology artigo compreendendo uma superfície impregnada com líquido e método de uso do referido artigo
US20140178611A1 (en) 2012-11-19 2014-06-26 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus and methods employing liquid-impregnated surfaces
CA2915737C (en) 2013-06-13 2016-09-13 Aspect Biosystems Ltd. System for additive manufacturing of three-dimensional structures and method for same
US9873798B2 (en) 2014-02-25 2018-01-23 General Electric Company Composition and method for use in three dimensional printing
JP6773638B2 (ja) * 2014-07-18 2020-10-21 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 液中表面上の微細特徴部にガスを保持するデバイスおよび方法
EP3303548A4 (en) 2015-06-05 2019-01-02 Miroculus Inc. Evaporation management in digital microfluidic devices
CN108026494A (zh) 2015-06-05 2018-05-11 米罗库鲁斯公司 限制蒸发和表面结垢的空气基质数字微流控装置和方法
CN109715781A (zh) 2016-08-22 2019-05-03 米罗库鲁斯公司 用于数字微流控设备中的并行液滴控制的反馈系统
CN110383061A (zh) 2016-12-28 2019-10-25 米罗库鲁斯公司 数字微流控设备和方法
JP7144434B2 (ja) 2017-03-15 2022-09-29 アスペクト バイオシステムズ リミティド 繊維構造をプリントするためのシステム及び方法
US11623219B2 (en) 2017-04-04 2023-04-11 Miroculus Inc. Digital microfluidics apparatuses and methods for manipulating and processing encapsulated droplets
CN110892258A (zh) 2017-07-24 2020-03-17 米罗库鲁斯公司 具有集成的血浆收集设备的数字微流控系统和方法
CN111587149B (zh) 2017-09-01 2022-11-11 米罗库鲁斯公司 数字微流控设备及其使用方法
CA3096855A1 (en) 2018-05-23 2019-11-28 Miroculus Inc. Control of evaporation in digital microfluidics
WO2020210292A1 (en) 2019-04-08 2020-10-15 Miroculus Inc. Multi-cartridge digital microfluidics apparatuses and methods of use
WO2021016614A1 (en) 2019-07-25 2021-01-28 Miroculus Inc. Digital microfluidics devices and methods of use thereof
US11759821B1 (en) 2020-06-11 2023-09-19 Waymo Llc Waterproofing 3D printed meshes
US11772093B2 (en) 2022-01-12 2023-10-03 Miroculus Inc. Methods of mechanical microfluidic manipulation

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1591415A2 (en) * 2004-04-30 2005-11-02 Lucent Technologies Inc. Nanostructured surfaces having variable permeability

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE653792A (ko) * 1963-09-30
FR2031710A5 (ko) * 1969-02-04 1970-11-20 Comptoir Filtration Cofi
US4044797A (en) * 1974-11-25 1977-08-30 Hitachi, Ltd. Heat transfer pipe
US4222434A (en) * 1978-04-27 1980-09-16 Clyde Robert A Ceramic sponge heat-exchanger member
DE2953804C2 (de) * 1979-08-21 1986-11-20 Igor' Stepanovič Ščegolev Gasdurchlässige Membran, Verfahren für ihre Herstellung und ihre Verwendung in einem Blutoxygenerator
US4324571A (en) * 1979-09-26 1982-04-13 Johnson Jr Allen S Bag-type filter apparatus with air diffuser having extended bag support
US4402359A (en) * 1980-09-15 1983-09-06 Noranda Mines Limited Heat transfer device having an augmented wall surface
JPS5757555A (en) * 1980-09-25 1982-04-06 Terumo Corp Hollow fiber type artificial lung
JPS60193469A (ja) * 1984-03-14 1985-10-01 三菱レイヨン株式会社 中空糸膜型人工肺
US4621953A (en) * 1984-12-14 1986-11-11 Foster Wheeler Energy Corporation Anti-erosion protrusions for wear surfaces in fluid conduits
US5094749A (en) 1987-05-29 1992-03-10 Terumo Kabushiki Kaisha Knurled sheetlike permeable membrane, for production thereof, and body fluid filtering apparatus
US6032726A (en) * 1997-06-30 2000-03-07 Solid State Cooling Systems Low-cost liquid heat transfer plate and method of manufacturing therefor
KR19990040319A (ko) * 1997-11-17 1999-06-05 성재갑 고분자 표면의 이온 입자 조사에 의한 미세 기공 막의 제조
US6634388B1 (en) * 1998-07-22 2003-10-21 Safetyliner Systems, Llc Annular fluid manipulation in lined tubular systems
DE19845336A1 (de) * 1998-10-01 2000-04-06 Behr Gmbh & Co Mehrkanal-Flachrohr
US6185961B1 (en) 1999-01-27 2001-02-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Nanopost arrays and process for making same
WO2002065515A2 (en) 2001-02-14 2002-08-22 Science & Technology Corporation @ Unm Nanostructured devices for separation and analysis
JP2002372390A (ja) * 2001-06-12 2002-12-26 Kobe Steel Ltd 流下液膜式蒸発器用伝熱管
US20040191127A1 (en) 2003-03-31 2004-09-30 Avinoam Kornblit Method and apparatus for controlling the movement of a liquid on a nanostructured or microstructured surface
US6923216B2 (en) * 2003-04-15 2005-08-02 Entegris, Inc. Microfluidic device with ultraphobic surfaces
US20040256311A1 (en) * 2003-04-15 2004-12-23 Extrand Charles W. Ultralyophobic membrane
US7156032B2 (en) 2003-08-22 2007-01-02 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for controlling friction between a fluid and a body
US8124423B2 (en) 2003-09-30 2012-02-28 Alcatel Lucent Method and apparatus for controlling the flow resistance of a fluid on nanostructured or microstructured surfaces
US7048889B2 (en) 2004-03-23 2006-05-23 Lucent Technologies Inc. Dynamically controllable biological/chemical detectors having nanostructured surfaces
FR2869621B1 (fr) 2004-04-30 2008-10-17 Total France Sa Utilisation d'additifs pour ameliorer l'odeur de compositions d'hydrocarbures et compositions d'hydrocarbures comprenant de tels additifs
US7666665B2 (en) 2005-08-31 2010-02-23 Alcatel-Lucent Usa Inc. Low adsorption surface
US20070259156A1 (en) * 2006-05-03 2007-11-08 Lucent Technologies, Inc. Hydrophobic surfaces and fabrication process

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1591415A2 (en) * 2004-04-30 2005-11-02 Lucent Technologies Inc. Nanostructured surfaces having variable permeability

Also Published As

Publication number Publication date
EP2089310A2 (en) 2009-08-19
US20080131653A1 (en) 2008-06-05
CN101541666B (zh) 2012-03-28
JP5334858B2 (ja) 2013-11-06
US20120000848A1 (en) 2012-01-05
CN101541666A (zh) 2009-09-23
US8047235B2 (en) 2011-11-01
WO2008066828A2 (en) 2008-06-05
WO2008066828A3 (en) 2008-09-04
KR20090084906A (ko) 2009-08-05
JP2010510892A (ja) 2010-04-08
EP2089310B1 (en) 2014-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101107829B1 (ko) 초소수성 표면을 갖는 유체-투과성 본체
US20070259156A1 (en) Hydrophobic surfaces and fabrication process
US11738501B2 (en) System for additive manufacturing of three-dimensional structures and method for same
Kolliopoulos et al. Capillary flow with evaporation in open rectangular microchannels
Kang et al. Fabrication of truly 3D microfluidic channel using 3D-printed soluble mold
US20040256311A1 (en) Ultralyophobic membrane
Hwang et al. Capillary flow in PDMS cylindrical microfluidic channel using 3-D printed mold
Park et al. 3D printing-assisted and magnetically-actuated superhydrophobic surfaces for droplet control
CN110325736B (zh) 用于包括克服外部压力的定向流体输送的表面
JP6966575B2 (ja) 多孔成形体の製造方法
Chun et al. Microscopic Observation of Preferential Capillary Pumping in Hollow Nanowire Bundles
CN111634046B (zh) 碳基薄膜紧实装置和方法
Lyons et al. Three-dimensional superhydrophobic structures printed using solid freeform fabrication tools
Shah et al. Flow Control in Passive 3D Paper-Based Microfluidic Pump by Variable Porosity. Eng. Proc. 2021, 12, 3
Emery et al. Facilitating Fluid Flow Through Carbon Nanotube Arrays Using 3D Printing
Paydar et al. Three Dimensionally-Printed (3DP) Microfluidic Devices

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150105

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160104

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161230

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180105

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181226

Year of fee payment: 8