KR101508317B1 - Microfluidic channel based material having variable hydrophobicity and production method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 소수도(hydrophobicity) 가변재질기반 미세유동채널 및 그의 제작방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 미세유동채널 영역 일부에 명도 또는 길이가 다른 패턴 영역을 형성하여 미세유동채널을 통과하는 유체의 투과성 및 유량을 제어할 수 있는 소수도 가변재질기반 미세유동채널 및 그의 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrophobicity-variable material-based microfluidic channel and a method of fabricating the microfluidic channel, and more particularly, to a method of fabricating a microfluidic channel by forming a pattern region having a different lightness or length in a portion of a microfluidic channel region, Permeable and flow rate controllable microfluidic channel and a method of making the same.
마이크로채널, 미세유동칩 또는 종이기반 진단 장비의 채널을 제작하는 데 있어서, 채널 내에서 미세 유동의 제어는 다양한 미세 유체역학 시스템에서 필수적인 요소이며, 현재 기계적인 펌프 및 밸브, 전기 삼투현상, 전기화학적 방법을 이용한 미세 유동 제어방법이 연구되고 있다. In the fabrication of microchannel, microfluidic chip or paper-based diagnostic equipment channels, the control of microfluidics in the channel is an essential element in various microfluidic systems and is currently used for mechanical pumps and valves, electroosmotic phenomena, electrochemical Method is being studied.
David J. Beebe 등은 소수성 SAM(self-assembled monolayer)을 포토패터닝(photopatterning) 등의 방법을 통해 미세유동채널 내에 패터닝함으로써 유동의 흐름을 제어할 수 있는 방법을 제시하였고(Zhao, B. et al., Science,1023(291) 2001), M.A. Burns 등은 미세유동채널의 일면에 소수성 물질을 패터닝하여 유동을 정지시키고, 나노리터 수준의 유체를 미터링할 수 있는 방법을 제시하였다(Handique, K. et al., Anal. Chem., 4100(72), 2000).David J. Beebe et al. Proposed a method of controlling the flow of a fluid by patterning a hydrophobic SAM (self-assembled monolayer) in a microfluidic channel by photopatterning or the like (Zhao, B. et al , ≪ / RTI > Science, 1023 (291) 2001), MA Burns et al. Proposed a method of stopping flow by patterning a hydrophobic material on one side of a microfluidic channel and metering the nanoliter fluid (Handique, K. et al., Anal. Chem., 4100 ), 2000).
또한, 대한민국특허 공개번호 2004-013731호에는, 친수성 재료의 모세관 관벽에 소수성 물질 패턴을 부분적으로 형성시켜, 유체의 속력을 국부적으로 조절할 수 있는 유체 제어소자에 대하여 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-013731 discloses a fluid control device capable of locally regulating the speed of fluid by partially forming a pattern of hydrophobic material on a capillary tube wall of a hydrophilic material.
그러나, 상기 연구들은 미세유동채널의 표면에 소수성 물질을 적절히 패터닝하여 유동을 제어하는 방법을 제시했다는 점에서 의미가 있으나, 채널의 일정 영역에 소수성 물질을 정밀하게 조절하여 패터닝 하는 것이 어렵고, 외부에서 펌프와 같은 장치로 인위적인 압력을 가해야 했다.However, the above studies are meaningful in that a method of controlling the flow by properly patterning the hydrophobic material on the surface of the microfluidic channel is meaningful. However, it is difficult to precisely pattern and control the hydrophobic material in a certain region of the channel, We had to apply artificial pressure to a device such as a pump.
이에 따라, 종래에는 미세유동제어를 위하여 미세유동채널을 제작한 뒤에 소수성 물질을 패텅닝하는 작업을 추가로 진행해야만 했으며, 그 작업 또한 정밀하지 못하여 소형의 다기능 랩온어칩 및 질병진단장비 제작에 적용하는데 한계가 있다.Accordingly, in the past, it has been necessary to additionally process the microfluidic channel for fabricating microfluidic channels and degass the hydrophobic substance, and since the operation thereof is not precise, it is applied to the production of a small, multi-function wrap- There is a limit.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 미세유동채널을 제작할 시에, 미세유동채널의 제작과정에서 미세유동채널을 통과하는 작동유체의 투과성 및 유량을 제어할 수 있는 소수도 가변재질기반 미세유동채널 및 그의 제작방법을 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a microfluidic channel, which is capable of controlling the permeability and flow rate of a working fluid passing through a microfluidic channel, Flow channel and a method of making the same.
본 발명은 미세유동채널의 벽면 제작과 투과성 변경을 위한 공정이 분리되지 않고 한 번의 공정으로 미세유동채널의 벽면 제작과 투과성 변경을 동시에 진행할 수 있는 소수도 가변재질기반 미세유동채널 및 그의 제작방법을 제공한다. The present invention relates to a microfluidic channel based on a microfluidic channel and a method for fabricating the microfluidic channel, which can simultaneously perform wall fabrication and permeability change of a microfluidic channel in a single process without separating the process for manufacturing the wall and the permeability of the microfluidic channel to provide.
또한, 본 발명은 미세유동채널의 명도를 조절하여 왁스 등의 분사량을 정밀하게 조절하는 것에 의해 미세유동채널의 투과성을 제어할 수 있는 소수도 가변재질기반 미세유동채널 및 그의 제작방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a minute flow channel based microfluidic channel capable of controlling the permeability of a microfluidic channel by controlling the lightness of the microfluidic channel and precisely controlling the amount of injection of wax or the like, and a method of manufacturing the same.
본 발명은, 제작하고자 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 형상을 설계하는 설계단계; 상기 설계단계에서 설계된 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 투과성을 변경하기 위하여 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 일정영역에 패턴을 형성시키는 패턴영역 설정단계; 상기 패턴영역 설정단계에서 설정된 상기 패턴영역에 탄착 물질을 도포하는 도포단계; 및 상기 도포단계에서 도포된 상기 탄착 물질을 상기 패턴영역에 함침시키는 가열단계;를 포함할 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a microfluidic channel, A pattern region setting step of forming a pattern in a predetermined region of the minority variable material-based microfluidic channel to change the permeability of the minority variable-material-based microfluidic channel designed in the designing step; An applying step of applying a spotting material to the pattern area set in the pattern area setting step; And a heating step of impregnating the patterned region with the spotting material applied in the applying step.
또한, 상기 패턴영역 설정단계에서는, 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 투과성을 변경하기 위하여 상기 설계단계에서 형상화된 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널에 상기 패턴영역을 결정하고 상기 패턴영역에 소정값의 명도를 설정하는 것을 포함할 수 있다.In addition, in the pattern region setting step, the pattern region may be determined in the small number variable material-based microfluidic channel shaped in the designing step to change the permeability of the fractional variable-material-based microfluidic channel, And setting a brightness of a predetermined value.
또한, 상기 패턴영역 설정단계에서는, 명도가 설정된 상기 패턴영역의 길이를 조절하여 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 투과율을 조절하는 것을 포함할 수 있다.In addition, the pattern region setting step may include adjusting the transmittance of the fineness variable-material-based microfluidic channel by adjusting the length of the pattern region in which the brightness is set.
또한, 상기 패턴영역 설정단계에서 설정되는 상기 패턴영역의 명도값은, 상기 패턴영역의 폭방향 또는 길이방향을 따라 단계적 또는 연속적으로 변하도록 설정되는 것을 포함할 수 있다.The brightness value of the pattern area set in the pattern area setting step may be set to change stepwise or continuously along the width direction or the length direction of the pattern area.
또한, 상기 도포단계에서는, 상기 패턴영역 설정단계에서 명도 설정이 완료된 상기 패턴영역에 상기 탄착 물질을 도포하며, 상기 탄착 물질은 상기 패턴영역에 설정된 명도값에 따라 상기 패턴영역에 도포되는 양이 달라지는 것을 포함할 수 있다.Further, in the applying step, the spotting material is applied to the pattern area in which the brightness is set in the pattern area setting step, and the amount of the spotting material applied to the pattern area varies depending on the brightness value set in the pattern area ≪ / RTI >
또한, 상기 탄착 물질은, 파라핀 성분을 포함하는 왁스 또는 포토레지스트를 포함할 수 있다.In addition, the impact material may include a wax or a photoresist containing a paraffin component.
또한, 상기 가열단계는, 상기 패턴영역에 도포된 상기 탄착 물질을 녹여 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널에 형성된 기공 또는 상기 가변재질의 섬유소에 상기 탄착 물질이 모두 스며들게 하는 것을 포함할 수 있다.In addition, the heating step may include melting the deposited material applied to the pattern area to allow the impregnated material to be impregnated into pores formed in the finer variable material-based microfluidic channel or the fibers of the variable material.
또한, 복수개의 유체를 혼합하여 제공하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널로서, 제1유체가 유입되는 제1유입단과, 상기 제1유입단과 연결되며, 서로 일정간격을 두고 이격되어 양 갈래로 분기되는 한 쌍의 제1분기단과, 상기 한 쌍의 제1분기단과 각각 연결되는 제1혼합단이 형성된 제1채널부; 및 상기 제1채널부와 대향하게 배치되며, 제2유체가 유입되는 제2유입단과, 상기 제2유입단과 연결되며, 상기 한 쌍의 제1분기단이 이격된 거리와 대응되는 거리만큼 이격되어 양 갈래로 분기되는 한 쌍의 제2분기단과, 상기 한 쌍의 제2분기단과 각각 연결되며, 상기 제1혼합단의 상부 또는 하부에 구비되는 제2혼합단이 형성된 제2채널부;를 포함할 수 있다.A minority variable-material-based microfluidic channel for mixing and providing a plurality of fluids, the microfluidic channel comprising a first inflow end into which a first fluid flows and a second inflow end connected to the first inflow end, A first channel part having a pair of first branching ends and a first mixing end connected to the pair of first branching ends; And a second inflow end disposed opposite to the first channel portion and connected to the second inflow end, the second inflow end being connected to the second inflow end, the pair of first outgoing ends being spaced apart from each other by a corresponding distance And a second channel part connected to the pair of second branching ends and having a second mixing end formed on the upper or lower part of the first mixing end, can do.
또한, 상기 한 쌍의 제1분기단 또는 상기 한 쌍의 제2분기단에는 탄착 물질이 도포 또는 함침된 패턴영역이 형성되는 것을 포함할 수 있다.The patterned region may be formed by applying or impregnating a spotting material to the pair of first branches or the pair of second branches.
또한, 상기 패턴영역은, 상기 한 쌍의 제1분기단 각각에 형성되거나 어느 하나에 형성되고, 상기 한 쌍의 제2분기단 각각에 형성되거나 어느 하나에 형성되는 것을 포함할 수 있다.The pattern region may be formed on each of the pair of first branching ends, formed on either one of the pair of first branching ends, or formed on any one of the pair of second branching ends.
또한, 상기 한 쌍의 제1분기단 중 상기 패턴영역이 형성된 제1분기단은 상기 한 쌍의 제2분기단 중 상기 패턴영역이 형성되지 않은 제2분기단과 연결되고, 상기 한 쌍의 제2분기단 중 상기 패턴영역이 형성된 제2분기단은 상기 한 쌍의 제1분기단 중 상기 패턴영역이 형성되지 않은 제1분기단과 연결될 수 있다.A first branch end of the pair of first branch ends where the pattern region is formed is connected to a second branch end of the pair of second branch ends where the pattern region is not formed, And a second branch end of the branch end where the pattern region is formed may be connected to a first branch end of the pair of first branch ends where the pattern region is not formed.
상기 제1혼합단이 상기 제1분기단에서 돌출되어 형성된 길이는 상기 제2혼합단이 제2분기단에서 돌출되어 형성된 길이와 다르게 형성된 것을 포함할 수 있다.The length of the first mixing end protruding from the first branch end may be different from the length of the second mixing end protruding from the second branch end.
또한, 상기 탄착 물질은, 상기 한 쌍의 제1분기단 또는 상기 한 쌍의 제2분기단에 형성된 기공 또는 섬유소에 침투되어 유체 투과율을 변형시키는 것을 포함할 수 있다.In addition, the impact material may include pores or fibrils formed in the pair of first branches or the pair of second branches to deform the fluid permeability.
또한, 상기 패턴영역은 상기 제1분기단 또는 상기 제2분기단 중 상기 패턴영역이 존재하지 않는 영역과 다른 명도값을 가지도록 형성된 것을 포함할 수 있다.The pattern region may be formed to have a brightness value different from that of the first branch end or the second branch end, in which the pattern region does not exist.
또한, 상기 제1채널부 및 상기 제2채널부는, 상기 패턴영역의 길이에 따라 상기 제1혼합단 또는 상기 제2혼합단에서 상기 제1유체와 상기 제2유체의 혼합비가 달라지도록 형성된 것을 포함할 수 있다.The first channel portion and the second channel portion may be formed so that a mixing ratio of the first fluid and the second fluid is different in the first mixing end or the second mixing end depending on the length of the pattern region can do.
또한, 상기 패턴영역은, 상기 제1분기단 또는 상기 제2분기단의 폭방향 또는 길이방향을 따라 단계적 또는 연속적으로 변하는 명도값을 가지는 것을 포함할 수 있다.The pattern region may include a brightness value that varies stepwise or continuously along a width direction or a length direction of the first branch end or the second branch end.
본 발명은, 소수도 가변재질기반 미세유동채널을 제작함과 동시에 유량제어를 위한 투과성 변경작업도 실시할 수 있으므로, 유량제어를 위해 불가피하게 소비되었던 시간, 비용 및 인력의 낭비를 줄일 수 있다.The present invention can reduce the time, cost, and waste of manpower that is inevitably consumed for flow control because it is possible to fabricate a micro flow channel based on a minority variable material and to change the permeability for flow control.
본 발명은, 미세유동채널에 형성된 패턴의 명도값을 조절하여 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 투과성을 변경할 수 있으므로, 유체의 유량을 정밀하게 제어할 수 있다.The present invention can precisely control the flow rate of the fluid since the permeability of the minority variable material-based microfluidic channel can be changed by adjusting the brightness value of the pattern formed in the microfluidic channel.
본 발명은, 밸브 또는 펌프 등과 같은 별도의 유량제어수단을 구비하지 않고도 간편하게 유량을 제어할 수 있다.The present invention can easily control the flow rate without having a separate flow control means such as a valve or a pump.
본 발명은, 유체가 갖는 물리적 특성과 명도값이 설정된 패턴영역을 이용하여 서로 다른 혼합비를 갖는 혼합유체를 복수개로 획득할 수 있고, 또한, 상기 패턴영역의 길이, 면적, 명도값의 변경에 의해 상기 혼합유체의 혼합비를 조절할 수 있다.The present invention can acquire a plurality of mixed fluids having different mixing ratios by using a pattern area in which the physical properties and brightness values of the fluid are set and by changing the length, The mixing ratio of the mixed fluid can be controlled.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소수도 가변재질기반 미세유동채널 제작방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 미세유동채널의 패턴영역에 설정되는 명도값에 의해 상기 패턴영역에 함침되는 탄착 물질의 액적수 및 부피 변화를 보여주는 실험결과 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 미세유동채널의 패턴영역에 설정되는 명도값과 상기 패턴영역의 길이변화에 따른 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 투과성 변화를 보여주는 실험결과 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 일례를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 분리 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 평면도이다.
도 7의 (a) 및 (b)는 본 발명의 소수도 가변재질기반 미세유동채널 제작방법에 의해 제작된 미세유동채널의 패턴영역 명도값이 일정방향을 따라 단계적 또는 연속적으로 변하는 모습을 보여주는 사시도 및 평면도이다.FIG. 1 is a flowchart of a method for fabricating a minority variable material-based microfluidic channel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing an experiment result showing droplet number and volume change of impregnated material impregnated in the pattern region according to a brightness value set in a pattern region of a microfluidic channel according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing experimental results showing the brightness value set in the pattern region of the microfluidic channel according to the present invention and the change in permeability of the microfluidic channel based on the fineness variable material according to the length of the pattern region.
4 is a perspective view illustrating an example of a minority variable material-based microfluidic channel according to the present invention.
5 is an exploded perspective view of the minority variable material-based microfluidic channel shown in FIG.
6 is a plan view of the minority variable material-based microfluidic channel shown in FIG.
7A and 7B are perspective views showing a pattern area brightness value of a microfluidic channel fabricated by a minority variable material-based microfluidic channel fabrication method of the present invention changing stepwise or continuously along a certain direction; And a plan view.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 소수도 가변재질기반 미세유동채널 및 그의 제작방법이 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략된다.Hereinafter, a minority variable material-based microfluidic channel according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. In describing the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as not to obscure the gist of the invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 제작방법은, 제작하고자 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 형상을 설계하는 설계단계(S10); 상기 설계단계(S10)에서 설계된 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 투과성을 변경하기 위하여 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 일정영역에 패턴을 형성시키는 패턴영역 설정단계(S20); 상기 패턴영역 설정단계(S20)에서 설정된 패턴영역에 탄착 물질을 도포하는 도포단계(S30); 및 상기 도포단계(S30)에서 도포된 탄착 물질을 상기 패턴영역에 함침시키는 가열단계(S40);를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, a method for fabricating a minority variable-material-based microfluidic channel according to an embodiment of the present invention includes: designing a shape of a minority variable-material-based microfluidic channel to be fabricated; A pattern region setting step (S20) of forming a pattern in a predetermined region of the minority variable material-based microfluidic channel to change the permeability of the minority variable-material-based microfluidic channel designed in the designing step (S10); An applying step (S30) of applying a spotting material to the pattern area set in the pattern area setting step (S20); And a heating step (S40) of impregnating the patterned region with the deposited material applied in the applying step (S30).
한편, 본 발명에 따른 소수도 가변재질기반 미세유동채널에서 소수도 가변재질은 기공률(porosity) 또는 섬유소의 성질을 조절함에 따라 친수성 또는 소수성의 특성이 바뀔 수 있는 재질을 의미하며, 셀룰로오스 섬유소로 이루어진 종이가 그 대표적인 예라고 할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의 및 이해를 돕기 위해서 소수도 가변재질이 종이인 경우에 대해서 설명한다. 다만, 소수도 가변재질이 종이에 한정되는 것은 아님을 다시 한 번 밝혀둔다.Meanwhile, in the minority variable-material-based microfluidic channel according to the present invention, the minority variable material means a material capable of changing hydrophilic or hydrophobic characteristics by controlling the porosity or the property of cellulose, Paper is a representative example. Hereinafter, a description will be given of the case where the minority variable material is paper in order to facilitate the understanding and understanding. However, it is once again revealed that the minority variable material is not limited to paper.
상기 설계단계(S10)는, 제작하고자 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널의 형상을 디자인하는 단계이다. 상기 설계단계(S10)에서는, 컴퓨터를 이용한 공지의 디자인 설계 프로그램을 사용하여 제작하고자 하는 형상으로 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널을 디자인할 수 있으나, 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다. 즉, 작업자의 손으로 직접 종이기반 미세유동채널을 형상을 디자인할 수도 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널을 형성하는 재질은 다공성을 갖는 종이로 사용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 소수도의 조절에 따라 친수성 또는 소수성의 특성으로 변환될 수 있는 재질이면 다양한 재질이 사용될 수 있다.The designing step S10 is a step of designing the shape of the minority variable material-based microfluidic channel or the paper-based microfluidic channel to be fabricated. In the designing step S10, it is possible to design a finer variable material-based microfluidic channel or a paper-based microfluidic channel in a shape to be manufactured using a known designing program using a computer. However, no. That is, the shape of the paper-based microfluidic channel can be designed directly by the operator's hand. As described above, the material forming the minority variable-material-based microfluidic channel or the paper-based microfluidic channel is preferably used as paper having a porous structure. However, the material is not limited to this, Various materials can be used as long as they can be converted into hydrophobic properties.
상기 패턴영역 설정단계(S20)는, 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널의 유체 투과성을 변경하기 위하여 상기 설계단계(S10)에서 형상화된 미세유동채널의 특정 영역 또는 일부 영역에 패턴영역을 설정하고 상기 패턴영역의 명도를 다른 영역과 다르게 설정하는 단계이다.The pattern area setting step (S20) may include setting a pattern area in the specific area or a part of the area of the microfluidic channel shaped in the designing step (S10) to change the fluid permeability of the fractional variable-material-based microfluidic channel or the paper- Setting a pattern area and setting a brightness of the pattern area different from other areas.
상기 패턴영역 설정단계(S20)에서는, 명도가 달리 설정되는 상기 패턴영역의 길이 및 면적 등이 설정될 수 있다. 그리고, 상기 설계단계(S10)에서 사용된 디자인 설계 프로그램에 의하여 상기 패턴영역의 명도를 설정하거나 조절할 수 있고, 작업자의 수작업으로 패턴영역의 길이 및 면적 등이 설정될 수 있다. 그러나, 패턴영역을 정확하게 설정하기 위해서는 컴퓨터를 이용한 디자인 설계 프로그램을 사용하는 것이 바람직하다.In the pattern area setting step (S20), the length and area of the pattern area in which the brightness is set differently can be set. The brightness of the pattern area can be set or adjusted by the designing program used in the designing step S10, and the length and area of the pattern area can be manually set by the operator. However, in order to accurately set the pattern area, it is preferable to use a computer-aided design program.
상기 패턴영역의 명도를 조절하는 이유는 상기 도포단계(S30)에서 상기 패턴영역에 도포되는 탄착 물질의 양 또는 탄착 물질의 개수를 정밀하게 조절하기 위함이다.The reason why the brightness of the pattern area is adjusted is to precisely control the amount of the deposited material or the number of the deposited material in the pattern area in the applying step S30.
그리고, 상기 패턴영역 설정단계(S20)에서 설정되는 상기 패턴영역의 명도값은, 상기 패턴영역의 길이방향 또는 폭방향을 따라 연속적 또는 단계적으로 변하도록 설정될 수 있다.The brightness value of the pattern area set in the pattern area setting step S20 may be set to change continuously or stepwise along the length direction or the width direction of the pattern area.
즉, 도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 설계단계(S10)에서 형상화된 Y자형 미세유동채널(10)에 형성된 패턴영역(P)의 명도값은 상기 미세유동채널(10)의 폭방향을 따라 농도 구배(gradient)를 가지도록 설정될 수 있다. 이와 같은 Y자형 미세유동채널(10)은 유체(염료, dye)의 순수한 확산(diffusion)만을 이용하여 농도 구배가 형성되기 때문에 기존의 Y자형 채널에 비해 짧은 거리에서 일정한 농도 구배를 만들 수 있고, 짧은 길이의 채널에서도 국소적인 부분에서만 농도 구배를 형성할 수 있다. 따라서, 상기 미세유동채널(10)의 하류부분에서 혼합비가 상이한 혼합유체를 획득할 수 있고, 또한, 전술한 바와 같이 미세유동채널(10)의 국속적인 부분에서 농도 구배를 형성할 수 있기 때문에, 미세유동채널의 짧은 구간에서도 혼합비가 상이한 혼합유체를 획득할 수 있다.7 (a) and 7 (b), the brightness value of the pattern region P formed in the Y-shaped
상기 도포단계(S30)는, 상기 패턴영역 설정단계(S20)에서 명도 설정이 완료된 패턴영역에 탄착 물질을 인쇄 또는 도포하는 단계이다. 만약, 상기 패턴영역에 탄착 물질을 인쇄하는 경우에는 프린터와 같은 인쇄기기가 사용될 수 있다. 즉, 상기 인쇄기기는 패턴영역에 인쇄되는 상기 탄착 물질을 내장하고 있으며, 상기 설계단계(S10)에서 디자인된 미세유동채널을 인쇄하여 채널을 형성함과 동시에 명도 조절 또는 설정이 완료된 상기 패턴영역에 탄착 물질을 분사 또는 도포할 수 있다.The applying step S30 is a step of printing or applying the sticking material to the pattern area in which the lightness setting is completed in the pattern area setting step S20. If a spotting material is printed on the pattern area, a printing device such as a printer may be used. That is, the printing apparatus incorporates the imprinting material to be printed on the pattern area, and forms a channel by printing the micro flow channel designed in the designing step S10, and at the same time, The impact material can be sprayed or applied.
참고로, 본 발명의 실시예에서는, 인쇄기기에 의해 상기 설계단계(S10)에서 디자인된 종이기반 미세유동채널이 종이 또는 소수도 가변재질에 인쇄 또는 도포되고, 또한, 패턴영역에 탄착물질이 인쇄 또는 도포되는 것으로 설명되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 작업자가 수작업으로 페인팅 도구를 이용하여 상기 패턴 영역에 탄착 물질을 칠하거나 도포할 수도 있다. 다만, 상기 패턴영역 설정단계(S20)에서 설정된 패턴영역의 명도값에 따라 상기 패턴 영역에 인쇄 또는 도포되는 탄착 물질의 량을 정확하게 조절하기 위해서는 컴퓨터를 기반으로 한 인쇄기기를 사용하는 것이 바람직하다.For reference, in the embodiment of the present invention, the paper-based microfluidic channel designed in the designing step S10 is printed or applied to a paper or a small variable material by a printing device, Or applied, but is not limited thereto. That is, the operator may manually paint or apply the spotting material to the pattern area using a painting tool. However, it is preferable to use a computer-based printing apparatus in order to precisely control the amount of the imprinting material to be printed or applied to the pattern area according to the brightness value of the pattern area set in the pattern area setting step S20.
그리고, 상기 탄착 물질은, 후술할 상기 가열단계(S40)에서 상기 패턴영역 내에서 녹아 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널에 형성된 기공 또는 섬유소에 스며들어 상기 패턴영역의 유체 투과성을 조절할 수 있으며, 상기 패턴영역에 설정된 명도값에 따라 상기 패턴영역에 도포되는 탄착 물질의 양 또는 개수가 달리질 수 있다.In the heating step (S40), the precursor material melts in the pattern region and impregnates pores or fibrils formed in the minority variable material-based microfluidic channel or the paper-based microfluidic channel, And the amount or the number of the spotting material applied to the pattern area may be varied according to the brightness value set in the pattern area.
여기서, 상기 탄착 물질로는 파라핀 성분을 포함하는 왁스(wax)가 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 빛과 반응하여 화학적 변화를 일으키는 포토레지스트(Photo resist)도 사용될 수 있으며, 전술한 바와 같이, 열에 의해 녹을 수 있고 소수도 가변재질 또는 종이 등에 있는 기공 또는 섬유소에 스며들어 소수도 가변재질 또는 종이의 유체 투과성을 제어할 수 있는 물질이라면 다양한 물질이 사용될 수 있다.The photoresist may be a wax containing a paraffin component or a photoresist which reacts with light to cause a chemical change. As described above, the photoresist may be melted by heat, Various materials can be used as long as they are permeable to pores or fibrils on a small number of variable materials or paper and can control the fluid permeability of a small number of variable materials or paper.
참고로, 상기 탄착 물질은, 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널의 재질에 따라 소수성 또는 친수성 성질을 갖는 물질이 사용될 수 있다. 만약, 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널이 소수성 성질을 갖는다면, 상기 탄착 물질은 친수성 성질을 갖는 것이 바람직하고, 반대로, 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널이 친수성 성질을 갖는다면, 상기 탄착 물질은 소수성 성질을 갖는 것이 바람직하다.For reference, a material having hydrophobic or hydrophilic properties may be used depending on the material of the minority variable material-based microfluidic channel or the paper-based microfluidic channel. If the minority variable-material-based microfluidic channel or the paper-based microfluidic channel has hydrophobic properties, it is preferred that the latter have hydrophilic properties, and conversely, the minority variable-material-based microfluidic channel or paper- If the microfluidic channel has a hydrophilic character, it is preferred that the said caliper material have hydrophobic properties.
그리고, 도 2는, 상기 패턴영역에 설정되는 명도값에 의해 상기 패턴영역에 함침되는 탄착 물질의 액적수 및 질량 변화를 보여주는 실험결과 그래프이다. 참고로, 상기 실험결과 그래프는 상기 탄착 물질이 왁스로 사용되었을 때의 결과를 보여준다.FIG. 2 is a graph of experimental results showing the droplet number and mass change of the imprinting material impregnated into the pattern area by the brightness value set in the pattern area. For reference, the graph of the experimental result shows the result when the above-described impact material is used as wax.
도 2에서 X축은 패턴영역의 명도(Brightness)를 나타내는데, 검정색의 명도값이 0이고 흰색의 명도값이 1이다. 또한, Y축은 탄착되는 왁스 액적의 개수 또는 왁스의 질량을 나타낸다.In FIG. 2, the X axis represents the brightness of the pattern area. The brightness value of black is 0 and the brightness value of white is 1. The Y axis represents the number of wax droplets to be deposited or the mass of the wax.
도 2에 도시된 바와 같이, 패턴영역의 명도값이 낮아질수록(즉, X축을 따라 좌측으로 갈수록), 즉, 상기 패턴영역이 어두워 질수록 상기 패턴영역에 형성되는 왁스의 액적수 및 질량이 증가되는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 2, as the brightness value of the pattern area is lowered (that is, toward the left along the X axis), that is, as the pattern area becomes darker, the droplet number and mass of the wax formed in the pattern area increase .
그리고, 도 3은, 상기 패턴영역에 설정되는 명도값과 상기 패턴영역의 길이변화에 따른 소수도 가변재질 또는 종이기반 미세유동채널의 유체 투과성 변화를 보여주는 실험결과 그래프이다. 참고로, 상기 패턴영역이 형성되지 않은 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반미세유동채널의 투과성을 1이라고 가정한다.FIG. 3 is a graph of experimental results showing the lightness value set in the pattern area and the change in the fluid permeability of the fineness variable material or the paper-based microfluidic channel according to the change in the length of the pattern area. For reference, it is assumed that the permeability of the minority variable material-based microfluidic channel or the paper-based microfluidic channel in which the pattern area is not formed is 1.
도 3에 도시된 바와 같이, 소수도 가변재질 또는 종이기반 미세유동채널에 형성되는 패턴영역의 길이가 길어지고(도 3의 좌측 Y축 참조), 상기 패턴영역에 설정되는 명도값이 낮아질수록(도 3의 X축 참조) 소수도 가변재질 종이기반 미세유동채널의 유체 투과성이 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 도 3에서 우측 Y축 값은 채널의 투과성을 의미한다.As shown in FIG. 3, as the length of the pattern region formed on the fineness variable material or the paper-based fine flow channel becomes long (see the left Y-axis in FIG. 3) and the brightness value set in the pattern region becomes lower 3) Minority variable material The fluid permeability of the paper-based microfluidic channel is lowered. 3, the right Y-axis value means the permeability of the channel.
이에 따라, 미세유동채널 중에서 명도값이 다르게 설정된 패턴영역의 길이가 증가할수록, 상기 패턴영역에 설정되는 명도값이 작아질수록 유량은 감소되는 것을 도 3의 실험결과 그래프로 확인할 수 있다. 이와 같이, 패턴영역의 길이가 증가하거나 패턴영역에 설정되는 명도값이 작을수록 패턴영역에 탄착되는 물질의 양이 증가하고 그에 따라 소수도 가변재질의 기공에 흡수되는 탄착 물질 또는 섬유소에 흡수되는 탄착 물질의 양이 증가하게 되므로 패턴영역의 투과율(permeability)도 작아지게 되고 그 결과 패턴영역을 통과하는 작동 유체의 유량도 감소된다.Accordingly, it can be seen from the graph of FIG. 3 that as the length of the pattern region in which the brightness value is set differently from the micro flow channels is increased, the flow rate is decreased as the brightness value set in the pattern region is decreased. Thus, as the length of the pattern area increases or the brightness value set in the pattern area decreases, the amount of the material striking the pattern area increases, so that the scarring material absorbed by the pores of the variable material As the amount of the material increases, the permeability of the pattern region also becomes smaller, and as a result, the flow rate of the working fluid passing through the pattern region also decreases.
또한, 상기 패턴영역에 설정되는 명도값은, 전술한 바와 같이, 상기 패턴영역의 길이방향 또는 폭방향을 따라 연속적 또는 단계적으로 변하도록 설정될 수 있기 때문에, 상기 패턴영역에 탄착되는 물질의 양 또한 명도값 구배(gradient)에 대응되어 달라질 수 있다.Since the brightness value set in the pattern area can be set to change continuously or stepwise along the length or width direction of the pattern area as described above, May vary corresponding to the brightness value gradient.
상기 가열단계(S40)는, 상기 도포단계(S30)에서 상기 탄착 물질이 도포된 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널을 가열하는 가열단계(S40)이다. 즉, 상기 가열단계(S4O)에서는 상기 패턴영역에 도포된 탄착 물질을 녹여 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널의 기공 또는 셀룰로오스 섬유소에 상기 탄착 물질이 스며들게 함으로써 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널의 투과율을 조절할 수 있다.The heating step (S40) is a heating step (S40) in which the small-volume variable-material-based microfluidic channel or the paper-based microfluidic channel coated with the impregnated material is heated in the applying step (S30). That is, in the heating step (S4O), the porous material applied to the pattern area is melted to impregnate the porous material into pores or cellulose fibers of the hydrophobicity-variable material-based microfluidic channel or paper-based microfluidic channel, Based microfluidic channel or paper-based microfluidic channel.
상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널을 가열하는 수단으로는, 복사열 등을 이용한 공지의 히팅장치가 사용될 수 있으며, 가열 온도 및 가열 시간은 상기 탄착 물질이 완전히 녹아 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널의 기공에 모두 스며들 수 있을 정도로 설정되는 것이 바람직하다.As a means for heating the minority variable-material-based microfluidic channel or the paper-based microfluidic channel, a known heating device using radiant heat or the like may be used. The heating temperature and the heating time may be such that the deposited material completely melts, Based microfluidic channel or the paper-based microfluidic channel so as to be able to permeate all of the pores of the variable-material-based microfluidic channel or the paper-based microfluidic channel.
이하, 상기와 같은 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널 제작방법에 의해 제작된 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널(100)을 설명한다.Hereinafter, a minority variable material-based microfluidic channel or paper-based
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널(100)은, 서로 동일한 형상을 갖는 제1채널부(110) 및 제2채널부(120)가 서로 대향하게 배치되어 미세유동채널의 유동방향 일단이 적층된 구조 내지 상하로 형성된 구조를 가질 수 있다.4 to 6, the minority variable material-based microfluidic channel or paper-based
상기 제1채널부(110)와 상기 제2채널부(120)를 포함하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널(100)은, 각각 공급된 두 개의 작동유체를 혼합시킬 수 있는 구조를 가진다.The minority variable material-based microfluidic channel or paper-based
참고로, 본 발명에 따른 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널(100)은, 유체가 유입되는 채널부의 개수에 대응되어 두 개 이상의 유체가 혼합될 수 있는 구조를 가질 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는, 상기 제1채널부(110)와 상기 제2채널부(120)에 의해 두 개의 유체가 혼합되는 것으로 설명된다.For reference, the minority variable-material-based microfluidic channel or paper-based
상기 제1채널부(110)는, 제1유체가 유입되는 제1유입단(111); 상기 제1유입단(111)과 연결되며, 서로 일정간격을 두고 이격되어 양 갈래로 분기되는 한 쌍의 제1분기단(113); 및 상기 한 쌍의 제1분기단(113)과 각각 연결되는 제1혼합단(115)을 포함할 수 있다.The
그리고, 상기 제2채널부(120)는, 제2유체가 유입되는 제2유입단(121); 상기 제2유입단(121)과 연결되며, 서로 일정간격을 두고 이격되어 양 갈래로 분기되는 한 쌍의 제2분기단(123); 및 상기 한 쌍의 제2분기단(123)과 각각 연결되며, 상기 제1혼합단(115)의 상부 또는 하부에 구비되는 제2혼합단(125);을 포함할 수 있다.The
상기 제1유입단(111)과 상기 제2유입단(121)은 제1유체 및 제2유체가 투입될 수 있는 공간영역을 제공한다.The
그리고, 상기 제1유입단(111) 및 제2유입단(113)과 각각 연결되는 제1분기단(113) 및 제2분기단(123)은, 전체적으로 ㄷ자 형상을 가지며, 상기 제1유입단(111)을 통해 유입된 제1유체 및 상기 제2유입단(121)을 통해 유입된 제2유체가 각각 유동되는 경로를 제공할 수 있다.The first branching
상기 제1혼합단(115) 및 제2혼합단(125)은 제1유체 및 제2유체가 혼합되는 영역을 제공할 수 있다.The
그리고, 상기 한 쌍의 제1분기단(113) 또는 상기 한 쌍의 제2분기단(123)에는 탄착 물질이 함침된 패턴영역(P)이 형성될 수 있다.A pattern region P impregnated with a locating material may be formed on the pair of first branching ends 113 or the pair of second branching ends 123.
상기 패턴영역(P)은, 미세유동채널을 통과하는 상기 제1유체 또는 상기 제2유체의 유량을 제어하기 위하여 상기 제1분기단(113) 또는 상기 제2분기단(123)에 형성되는 부분으로서, 상기 제1분기단(113) 또는 상기 제2분기단(123)의 투과율을 변경할 수 있다. 그리고, 상기 패턴영역(P)이 상기 제1분기단(113) 또는 상기 제2분기단(123)에서 차지하는 면적, 길이 또는 형상은 다양하게 조절될 수 있다. 상기 패턴영역(P)은 미세유동채널의 다른 부분에 비해서 다른 명도값을 가지도록 형성될 수 있다.The pattern region P is formed in the first
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1분기단(113) 또는 상기 제2분기단(123)의 폭방향 또는 길이방향을 따라 연속적 또는 단계적으로 변하는 명도값을 가질 수 있다.Further, as shown in FIG. 7, the brightness value may be continuously or stepwise changed along the width direction or the longitudinal direction of the first branching
그리고, 상기 패턴영역(P)은, 상기 한 쌍의 제1분기단(113) 각각에 형성될 수 있고, 또는 상기 한 쌍의 제1분기단(113) 중 어느 하나에 형성될 수 있다. The pattern region P may be formed in each of the pair of first branching ends 113 or may be formed in any one of the pair of first branching ends 113.
이와 마찬가지로 상기 패턴영역(P)은, 상기 한 쌍의 제2분기단(123) 각각에 형성될 수 있고, 또는, 상기 한 쌍의 제2분기단(123) 중 어느 하나에 형성될 수 있다.Similarly, the pattern region P may be formed in each of the pair of
여기서, 상기 패턴영역(P)이 상기 한 쌍의 제1분기단(113) 중 어느 하나에 형성되고, 상기 한 쌍의 제2분기단(123) 중 어느 하나에 형성되는 경우에, 상기 패턴영역(P)이 형성된 제1분기단(113)은 상기 한 쌍의 제2분기단(123) 중 상기 패턴영역이 형성되지 않은 제2분기단(123)과 연결되고, 상기 한 쌍의 제2분기단(123) 중 상기 패턴영역(P)이 형성된 제2분기단(123)은 상기 한 쌍의 제1분기단(113) 중 상기 패턴영역(P)이 형성되지 않은 제1분기단(113)과 연결될 수 있다.In the case where the pattern region P is formed in any one of the pair of first branching ends 113 and formed in any one of the pair of second branching ends 123, The first branching
또한, 상기 패턴영역(P)이 상기 한 쌍의 제1 분기단(113) 중 어느 하나에만 형성되고 상기 한 쌍의 제2분기단(123) 중 어느 하나에만 형성되는 경우에, 상기 패턴영역(P)은 대칭적으로 형성되는 것이 바람직하다.In the case where the pattern region P is formed only in one of the pair of first branching ends 113 and only in one of the pair of second branching ends 123, P are symmetrically formed.
상기 패턴영역(P)이 형성되는 방법은, 상기에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널의 제작방법에서 설명되었으므로, 이하에서는 그 구체적인 설명은 생략한다.The method of forming the pattern region P has been described above with reference to the method of fabricating the micro-flow channel or the paper-based micro flow channel based on the minority variable material according to the embodiment of the present invention described above. do.
그리고, 상기 패턴영역(P)에 함침되는 탄착 물질은, 전술한 바와 같이, 파라핀 성분을 포함하는 왁스나 빛과 반응하여 화학적 변화를 일으키는 포토레지스트(Photo resist) 등이 사용될 수 있으며, 열에 의해 녹을 수 있고 소수도 가변재질 또는 종이기반 재질에 형성된 기공에 스며들어 소수도 가변재질 또는 종이기반 재질의 투과성을 제어할 수 있는 물질이라면 다양한 물질이 사용될 수 있다.The imprinting material impregnated in the pattern region P may be a wax containing a paraffin component or a photoresist which reacts with light to cause a chemical change, Various materials can be used as long as they penetrate into pores formed in a minority variable material or a paper-based material and can control the permeability of a minority variable material or a paper-based material.
참고로, 상기 탄착 물질은, 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널의 재질에 따라 소수성 또는 친수성 성질을 갖는 물질이 사용될 수 있다. 즉, 상기 제1채널부(110) 또는 제2채널부(120)가 소수성 성질을 갖는다면 상기 탄착 물질은 친수성 성질을 갖는 것이 바람직하고, 반대로 상기 제1채널부(110) 또는 제2채널부(120)가 친수성 성질을 갖는다면 상기 탄착 물질은 소수성 성질을 갖는 것이 바람직하다.For reference, a material having hydrophobic or hydrophilic properties may be used depending on the material of the minority variable material-based microfluidic channel or the paper-based microfluidic channel. That is, if the
상기와 같은 구성을 가지는 소수도 가변재질기반 미세유동채널 또는 종이기반 미세유동채널(100)은, 명도값이 다르게 설정되거나 특정한 길이를 가지는 상기 패턴영역(P)에 의해 상기 제1분기단(113) 또는 상기 제2분기단(123)을 따라 흐르는 유체의 유량이 조절될 수 있으므로, 상기 제1혼합단(115)과 상기 제2혼합단(125)에 서로 다른 혼합비를 갖는 혼합유체를 각각 포집할 수 있다.The finer variable-material-based microfluidic channel or the paper-based
또한, 상기 패턴영역(P)이 형성되는 위치, 길이 또는 면적에 따라 상기 제1혼합단(115)과 상기 제2혼합단(125)에 포집되는 혼합유체의 혼합비를 조절할 수 있으므로, 사용자가 원하는 혼합비를 갖는 혼합유체를 포집할 수 있다.The mixing ratio of the mixed fluid collected in the
상기에서 설명한 본 발명에 따른 소수도 가변재질기반 미세유동채널 및 그의 제작방법에 의하면, 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 제작과 채널의 투과성 변경을 위한 공정이 분리되지 않고 한 번의 공정으로 채널 제작과 투과성 변경을 동시에 진행할 수 있다. 또한, 채널의 특정부위에 형성된 패턴영역의 명도를 조절하여 왁스 등 탄착 물질의 분사량을 정밀하게 조절함으로써 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 투과성을 제어할 수 있다.According to the minority variable-material-based microfluidic channel and the method of manufacturing the same according to the present invention described above, the fabrication of the minority variable-material-based microfluidic channel and the process for changing the permeability of the channel are not separated, And the permeability can be changed at the same time. Further, the lightness of the pattern region formed in a specific region of the channel can be adjusted to precisely control the injection amount of the locating material such as wax, thereby controlling the permeability of the minority variable-material-based micro flow channel.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the claims and equivalents thereof.
100 : 소수도 가변재질기반 미세유동채널
110 : 제1채널부 111 : 제1유입단
113 : 제1분기단 115 : 제1혼합단
120 : 제2채널부 121 : 제2유입단
123 : 제2분기단 125 : 제2혼합단
P : 패턴영역 S10 : 설계단계
S20 : 패턴영역 설정단계 S30 : 도포단계
S40 : 가열단계100: Small number variable material-based microfluidic channel
110: first channel part 111: first inlet part
113: first branch 115: first mixing stage
120: second channel section 121: second inlet end
123: second branch 125: second mixing stage
P: pattern area S10: design step
S20: Pattern area setting step S30: Applying step
S40: heating step
Claims (16)
상기 설계단계에서 설계된 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 투과성을 변경하기 위하여 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 일정영역에 패턴을 형성시키는 패턴영역 설정단계;
상기 패턴영역 설정단계에서 설정된 상기 패턴영역에 탄착 물질을 도포하는 도포단계; 및
상기 도포단계에서 도포된 상기 탄착 물질을 상기 패턴영역에 함침시키는 가열단계;를 포함하며,
상기 패턴영역 설정단계에서는,
상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 투과성을 변경하기 위하여 상기 설계단계에서 형상화된 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널에 상기 패턴영역을 결정하고 상기 패턴영역에 소정의 명도값을 설정하는 것을 특징으로 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 제작방법.
A design step of designing a shape of a small number of variable material based micro flow channels to be manufactured;
A pattern region setting step of forming a pattern in a predetermined region of the minority variable material-based microfluidic channel to change the permeability of the minority variable-material-based microfluidic channel designed in the designing step;
An applying step of applying a spotting material to the pattern area set in the pattern area setting step; And
And a heating step of impregnating the patterned region with the spotting material applied in the applying step,
In the pattern area setting step,
The pattern region is determined on the minority variable-material-based microfluidic channel shaped in the designing step and the predetermined brightness value is set in the pattern region in order to change the permeability of the minority variable-material-based microfluidic channel A method of fabricating a small number of variable material based microfluidic channel.
상기 패턴영역 설정단계에서는,
명도가 설정된 상기 패턴영역의 길이를 조절하여 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 투과율을 조절하는 것을 특징으로 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 제작방법.
The method according to claim 1,
In the pattern area setting step,
Wherein the transmittance of the minority variable material-based microchannel channel is adjusted by adjusting the length of the pattern area having the lightness.
상기 패턴영역 설정단계에서 설정되는 패턴영역의 명도값은,
상기 패턴영역의 폭방향 또는 길이방향을 따라 단계적 또는 연속적으로 변하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 제작방법.
The method of claim 3,
Wherein the brightness value of the pattern area, which is set in the pattern area setting step,
Wherein the pattern region is set to change stepwise or continuously along a width direction or a length direction of the pattern region.
상기 도포단계에서는,
상기 패턴영역 설정단계에서 명도 설정이 완료된 상기 패턴영역에 상기 탄착 물질을 도포하며,
상기 탄착 물질은 상기 패턴영역에 설정된 명도값에 따라 상기 패턴영역에 도포되는 양이 달라지는 것을 특징으로 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 제작방법.
5. The method of claim 4,
In the applying step,
And applying the spotting material to the pattern area in which the brightness setting is completed in the pattern area setting step,
Wherein the amount of the application of the spotting material to the pattern area is varied according to a brightness value set in the pattern area.
상기 탄착 물질은 파라핀 성분을 포함하는 왁스 또는 포토레지스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 제작방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the imprinting material comprises a wax or photoresist comprising a paraffin component. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 가열단계는,
상기 패턴영역에 도포된 상기 탄착 물질을 녹여 상기 소수도 가변재질기반 미세유동채널에 형성된 기공 또는 상기 가변재질의 섬유소에 상기 탄착 물질이 모두 스며들게 하는 것을 특징으로 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널의 제작방법.
6. The method of claim 5,
In the heating step,
Based fine-flow channel, wherein the imprinting material is melted to penetrate the pattern region, and the impregnated material is infiltrated into pores formed in the fineness-variable material-based microfluidic channel or the variable- Production method.
제1유체가 유입되는 제1유입단과,
상기 제1유입단과 연결되며, 서로 일정간격을 두고 이격되어 양 갈래로 분기되는 한 쌍의 제1분기단과,
상기 한 쌍의 제1분기단과 각각 연결되는 제1혼합단이 형성된 제1채널부; 및
상기 제1채널부와 대향하게 배치되며,
제2유체가 유입되는 제2유입단과,
상기 제2유입단과 연결되며, 상기 한 쌍의 제1분기단이 이격된 거리와 대응되는 거리만큼 이격되어 양 갈래로 분기되는 한 쌍의 제2분기단과,
상기 한 쌍의 제2분기단과 각각 연결되며, 상기 제1혼합단의 상부 또는 하부에 구비되는 제2혼합단이 형성된 제2채널부;를 포함하며,
상기 한 쌍의 제1분기단 또는 상기 한 쌍의 제2분기단에는 탄착 물질이 도포 또는 함침되되 소정의 명도값을 가지는 패턴영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 소수도 가변재질기반 미세유동 채널.
A minority variable material-based microfluidic channel that mixes and provides a plurality of fluids,
A first inflow end into which the first fluid flows,
A pair of first branching stages connected to the first inflow end and spaced apart from each other at a predetermined interval and branched in two directions,
A first channel portion having a first mixing end connected to the pair of first branches; And
A second channel portion disposed opposite to the first channel portion,
A second inflow end into which a second fluid flows,
A pair of second branching stages connected to the second inflow end, the pair of first branching ends being separated from each other by a distance corresponding to the distanced distance,
And a second channel portion connected to the pair of second branches and having a second mixing end formed at an upper portion or a lower portion of the first mixing end,
Wherein a pattern region having a predetermined brightness value is formed on the pair of first branches or the pair of second branches by applying or impregnating a collision material on the pair of branches.
상기 패턴영역은,
상기 한 쌍의 제1분기단 각각에 형성되거나 어느 하나에 형성되고, 상기 한 쌍의 제2분기단 각각에 형성되거나 어느 하나에 형성되는 것을 특징으로 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널.
9. The method of claim 8,
Wherein the pattern region
Wherein each of the pair of first branched ends is formed on one of the pair of first branched ends, or formed on each of the pair of second branched ends, or formed on any one of the pair of second branched ends.
상기 한 쌍의 제1분기단 중 상기 패턴영역이 형성된 제1분기단은 상기 한 쌍의 제2분기단 중 상기 패턴영역이 형성되지 않은 제2분기단과 연결되고,
상기 한 쌍의 제2분기단 중 상기 패턴영역이 형성된 제2분기단은 상기 한 쌍의 제1분기단 중 상기 패턴영역이 형성되지 않은 제1분기단과 연결되는 것을 특징으로 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널.
11. The method of claim 10,
A first branch end of the pair of first branch ends where the pattern region is formed is connected to a second branch end of the pair of second branch ends where the pattern region is not formed,
And a second branch end of the pair of second branch ends where the pattern region is formed is connected to a first branch end of the pair of first branch ends where the pattern region is not formed. Microfluidic channel.
상기 제1혼합단이 상기 제1분기단에서 돌출되어 형성된 길이는 상기 제2혼합단이 제2분기단에서 돌출되어 형성된 길이와 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널.
9. The method of claim 8,
Wherein the length of the first mixing end protruding from the first branch end is different from the length of the second mixing end protruding from the second branch end.
상기 탄착 물질은,
상기 한 쌍의 제1분기단 또는 상기 한 쌍의 제2분기단에 형성된 기공 또는 섬유소에 침투되어 유체 투과율을 변형시키는 것을 특징으로 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널.
9. The method of claim 8,
The impact-
Wherein the microfluidic channel is permeable to pores or fibrils formed in the pair of first branches or the pair of second branches to change the fluid permeability.
상기 패턴영역은 상기 제1분기단 또는 상기 제2분기단 중 상기 패턴영역이 존재하지 않는 영역과 다른 명도값을 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널.
9. The method of claim 8,
Wherein the pattern region is formed to have a brightness value different from that of the first branching end or the second branching end region in which the pattern region is not present.
상기 제1채널부 및 상기 제2채널부는, 상기 패턴영역의 길이에 따라 상기 제1혼합단 또는 상기 제2혼합단에서 상기 제1유체와 상기 제2유체의 혼합비가 달라지도록 형성된 것을 특징으로 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널.
15. The method of claim 14,
Wherein the first channel portion and the second channel portion are formed such that a mixing ratio of the first fluid and the second fluid is different in the first mixing end or the second mixing end depending on the length of the pattern region Small scale variable material based microfluidic channel.
상기 패턴영역은, 상기 제1분기단 또는 상기 제2분기단의 폭방향 또는 길이방향을 따라 단계적 또는 연속적으로 변하는 명도값을 가지는 것을 특징으로 하는 소수도 가변재질기반 미세유동채널.15. The method of claim 14,
Wherein the pattern region has a brightness value that varies stepwise or continuously along a width direction or a length direction of the first branch end or the second branch end.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20140094051A KR101508317B1 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Microfluidic channel based material having variable hydrophobicity and production method thereof |
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| KR20140094051A KR101508317B1 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Microfluidic channel based material having variable hydrophobicity and production method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101508317B1 true KR101508317B1 (en) | 2015-04-07 |
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ID=53032350
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| KR20140094051A KR101508317B1 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Microfluidic channel based material having variable hydrophobicity and production method thereof |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101508317B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090089650A (en) * | 2008-02-19 | 2009-08-24 | 한국과학기술원 | Apparatus for examining fluids |
| JP4385166B2 (en) | 2003-10-03 | 2009-12-16 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Fluid control method |
| US20120198684A1 (en) * | 2009-03-06 | 2012-08-09 | President And Fellows Of Haarvard College | Methods of micropatterning paper-based microfluidics |
| KR20130111802A (en) * | 2012-04-02 | 2013-10-11 | 한국생산기술연구원 | Microfluidic channel and its fabrication using printing technology |
-
2014
- 2014-07-24 KR KR20140094051A patent/KR101508317B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
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