KR101759059B1 - 마이크로 구조체 및 이를 포함하는 액체 이송체 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 마이크로 구조체는, 마이크로 구조체의 외측으로 개방되고 내측 방향으로 깊이를 갖도록 형성되는 슬릿부; 마이크로 구조체의 외형을 형성하고, 슬릿부에 의해 구획되는 블럭부; 마이크로 구조체의 내측에서 슬릿부와 연통되어 서로 연결되는 관로부;를 포함한다.
이로써, 본 발명의 실시예들은, 외부로부터 유입된 유체의 확산성을 향상시켜 구조체 내측으로 유입되는 유체가 구조체를 따라 신속하게 퍼질 수 있도록 한다. 또한, 본 발명의 실시예들은, 외부로부터 유입된 유체가 구조체 내부에 함침되어 있을 수 있도록 한다. 나아가, 본 발명의 실시예들은, 외부로부터 유입된 유체가 구조체 내부에 함침되어 있는 상태에서 증발 등으로 인해 외부로 유출되는 것을 줄일 수 있다.

Description

마이크로 구조체 및 이를 포함하는 액체 이송체{MICRO-SCALE STRUCTURE AND FLUID-CONVEYING STRUCTURE INCLUDING THERE IN}
본 발명은 마이크로 구조체 및 이를 포함하는 액체 이송체에 관한 것이다.
동물들에게 물 마시기란 생존을 위한 필수적인 행동이다. 필요한 물은 음식의 형태로 섭취하기도 하지만, 대부분의 동물들은 에너지를 얻기 위해 양분이 들어있는 물을 마시기도 한다. 이에 따라, 동물들의 몸 크기나, 입의 구조, 서식 환경에 따라 물을 섭취하는 방법은 다양한 형태로 나타난다. 특히, 물을 구하기가 쉽지 않은 환경에서는 효율적인 방법으로 물을 섭취하고 있다. 예를 들면, 사막에 생존하는 바퀴벌레의 경우는 대기 중에 있는 수분을 응축시킬 수 있는 입 구조로 이루어져 있다. 그리고 아프리카 텐트 거북이는 비가 올 때, 빗방울이 등에서 입으로 흐르게 하는 중력을 이용한 자세를 취함으로써 수분을 흡수한다. 또한, 도마뱀의 경우는 피부를 이용하여 물을 섭취한다. 이는, 도마뱀의 피부는 마이크로 채널로 형성되어 있다. 마이크로 채널로 이루어진 피부의 표면에서 전달되는 물은 입가로 흐르게 된다. 입가에 물이 채워졌을 때에는, 도마뱀은 입을 열고 닫는 턱운동의 반복을 통해 물을 흡수한다.
따라서, 액체 성분을 함유할 수 있는 구조체에 대한 연구는, 예를 들어, 마이크로 로봇, 디스플레이 등의 몇몇 분야에서 연구되고 있다. 다만, 이러한 연구는 특정 액체 성분을 단순히 함유하고 있을 목적으로 연구되는 등 액체 성분의 확산성, 함침성 등에 대하여는 이루어지지 못하였다.
대한민국 공개특허 제10-2009-0039724호(2009. 04. 22.)
본 발명의 실시예들은, 외부로부터 유입된 유체의 확산성을 향상시켜 구조체 내측으로 유입되는 유체가 구조체를 따라 신속하게 퍼질 수 있도록 하는 마이크로 구조체를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 외부로부터 유입된 유체가 구조체 내부에 함침되어 있을 수 있는 마이크로 구조체를 제공하기 위한 것이다.
나아가, 본 발명의 실시예들은, 외부로부터 유입된 유체가 구조체 내부에 함침되어 있는 상태에서 증발 등으로 인해 외부로 유출되는 것을 줄일 수 있는 마이크로 구조체를 제공하기 위한 것이다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 마이크로 구조체는, 마이크로 구조체의 외측으로 개방되고 내측 방향으로 깊이를 갖도록 형성되는 슬릿부; 마이크로 구조체의 외형을 형성하고, 슬릿부에 의해 구획되는 블럭부; 마이크로 구조체의 내측에서 슬릿부와 연통되어 서로 연결되는 관로부;를 포함한다.
슬릿부는 마이크로 구조체의 외면에서 격자 형태로 형성될 수 있다.
관로부는 슬릿부의 폭의 길이보다 길이가 긴 폭을 가질 수 있다.
슬릿부는 관로부 측으로 갈수록 폭이 좁아지고, 슬릿부의 외측 부분과 슬릿부의 내측 표면의 거칠기가 상이할 수 있다.
블록부는 유연성 재질로 형성될 수 있다.
슬릿부에 소수성 패턴이 형성되고, 소수성 패턴은 유체의 확산 속도를 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따른 마이크로 구조를 포함하는 액체 이송체로서, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 구조체는, 마이크로 구조체의 외측으로 개방되고 내측 방향으로 깊이를 갖도록 형성되는 슬릿부; 마이크로 구조체의 외형을 형성하고, 슬릿부에 의해 구획되는 블럭부; 마이크로 구조체의 내측에서 슬릿부와 연통되어 서로 연결되는 관로부;를 포함하며, 관로부는, 슬릿부로부터 유입된 유체를 이송시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 외부로부터 유입된 유체의 확산성을 향상시켜 구조체 내측으로 유입되는 유체가 구조체를 따라 신속하게 퍼질 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 외부로부터 유입된 유체가 구조체 내부에 함침되어 있을 수 있도록 한다.
나아가, 본 발명의 실시예들은, 외부로부터 유입된 유체가 구조체 내부에 함침되어 있는 상태에서 증발 등으로 인해 외부로 유출되는 것을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 구조체의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 구조체의 평면도,
도 3은 도 2의 A-A선 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬릿부의 거칠기가 상이한 모습을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 슬릿부에 소수성 패턴이 도포된 모습을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 마이크로 구조를 포함하는 액체 이송체.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
설명에 앞서, 본 발명의 실시예에는 도마뱀 피부의 구조를 모사한 마이크로 구조체(100)이다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 구조체의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 구조체의 평면도이다.
도 1 또는 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 구조체(100)는 슬릿부(10), 블럭부(20), 및 관로부(30)를 포함한다.
슬릿부(10)는 마이크로 구조체(100)의 외측으로 개방되어 있다. 마이크로 구조체(100)의 외측의 액체는 슬릿부(10)의 개방된 부분을 통해 마이크로 구조체(100)의 내측으로 유입될 수 있다. 이를 위하여, 슬릿부(10)는 마이크로 구조체(100)의 내측 방향으로 깊이(sd)를 갖도록 형성되며, 후술할 관로부(30)와 연통된다. 슬릿부(10)는 깊이 방향으로 일정한 폭(w)을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 깊이에 따라 폭(w)이 증가 또는 감소되거나, 증가(또는 감소) 후 감소(또는 증가)될 수 있다. 예를 들면, 슬릿부(10)는 관로부(30) 측으로 갈수록 폭(v)이 감소될 수 있다. 즉, 슬릿부(10)가 후두(hoodoo)의 형태로 형성될 수 있다. 여기서 '후두'는 아래로 갈수록 폭(v)이 줄어드는 기둥 형태이다. 이는, 그 형상이 버섯 모양의 암주의 형태와 유사하기 때문이다. 즉, 슬릿부(10)는 상대적으로 넓은 개방부가 형성되고 아래로 갈수록 폭이 줄어드는 기둥 형태를 가질 수 있다.
이로써, 슬릿부(10)의 개방된 부분을 통해 마이크로 구조체(100)의 내측으로 유입된 액체는 마이크로 구조체(100)의 내측 방향으로 슬릿부(10)를 따라 이동하여, 관로부(30)에 도달될 수 있다.
슬릿부(10)는, 마이크로 구조체(100)의 외측에서 액체가 마이크로 구조체(100)의 내부로 이동될 수 있도록 하는 형상이면 어떠한 형상도 가능하다. 예를 들어, 슬릿부(10)는 격자 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 격자 형태란, 마이크로 구조체(100)의 외측에서 슬릿부(10)가 모두 연결된 형태인 것을 의미한다. 다만, 슬릿부(10)의 간격(d)은 각 슬릿부(10)마다 상이할 수 있으며, 이는 슬릿부(10)의 밀도가 달라질 수 있음을 의미한다. 슬릿부(10)를 통한 유입 액체의 목표 유량 및 외부 환경(건조한 환경 또는 습한 환경 등)에 따라 슬릿부(10)의 간격(d)은 결정될 수 있다. 예를 들면, 건조한 환경에서는 슬릿부(10)의 폭(w)은 좁고 슬릿부(10)의 깊이(sd)는 깊게 형성되어 외부로부터 유입된 유체가 증발 등으로 외부로 유출되는 것을 줄일 수 있다.
나아가, 슬릿부(10)의 폭(w)도 유입되는 액체의 점도(viscosity) 및 유입 액체의 목표 유량 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 예를 들면, 액체의 점도는, 액체가 이동에 대한 내부 저항일 수 있으며, 액체 분자의 인력으로 인한 액체 안의 내부 마찰 혹은 응집과 부착의 영향을 받아 나타나는 저항이다. 이에 따라, 액체의 점도가 높을수록 슬릿부(10)의 내측과 액체의 마찰력이 크게 작용될 수 있으며, 이는, 액체의 속도가 변화될 수 있다. 따라서, 액체의 점도가 높을수록 슬릿부(10)의 폭(w)은 상대적으로 넓게 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 구조체(100)는 마이크로 구조체(100)의 외형을 형성하는 블럭부(20)를 포함한다. 블럭부(20)의 최외측은 마이크로 구조체(100)의 외피를 형성할 수 있다. 블럭부(20)는 슬릿부(10)에 의해 구획되며, 슬릿부(10)의 형상에 따라 그 형상이 결정된다. 예를 들어, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 바둑판의 선과 같은 격자 형상으로 슬릿부(10)가 형성되는 경우, 블럭부(20)는 사각 기둥과 같은 형상으로 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 블럭부(20)의 높이(mh)는, 슬릿부(10)의 깊이(sd) 및 관로부(30)의 높이(ph)를 합한 것보다 더 높을 수 있다. 이로써, 관로부(30)의 하측에서 블럭부(20)는 서로 연결되어 하나의 구조체로 형성될 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 구조체(100)는 마이크로 구조체(100)의 내측에서 슬릿부(10)의 하단과 연결되는 관로부(30)를 포함한다. 관로부(30)는 원형 또는 다각형의 단면을 갖는 관로의 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 다각형으로는 삼각형, 삼각형, 육각형, 팔각형, 십각형 등이 있으며, 사각형은 장방형, 마름모형 등을 포함할 수 있다.
슬릿부(10)를 통해 유입되는 액체는 관로부(30)로 모일 수 있다. 관로부(30)는 유입된 액체가 흐를 수 있는 충분한 단면적을 가지며, 관로부(30)를 통해 액체는 마이크로 구조체(100) 내측에서 마이크로 구조체(100)의 사방으로 퍼질 수 있다. 관로부(30)는 마이크로 구조체(100)의 내부에서 격자 형상으로 형성될 수 있다. 슬릿부(10)의 경우와 마찬가지로, 격자 형태란, 마이크로 구조체(100)의 외측에서 관로부(30)가 모두 연결된 형태인 것을 의미한다.
나아가, 도 3에 도시된 바와 같이, 관로부(30)의 폭(wl)은 슬릿부(10)의 폭(w)보다 클 수 있다. 이는 관로부(30)를 통한 수분 등의 액체의 유동성을 증진되고, 관로부(30)의 함침성이 높아지게 된다.
상술한 바와 같은 마이크로 구조체(100)는, 블럭부(20)를 형성하면서 블럭부(20) 외면 및 내부에 공간을 확보함으로써, 이러한 공간에 의해 슬릿부(10) 및 관로부(30)가 형성되도록 하여 형성될 수 있다. 여기서, 블럭부(20)는 유연한(flexible) 재질로 형성될 수 있으며, 구부리거나 펼침이 가능하게 휘어지거나 접을 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 폴리이미드, 폴리에틸렌 등 중 적어도 하나의 재질로 형성될 수 있다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 블록부(20)는 비유연한 재질로도 형성될 수 있다. 구체적으로, 플라스틱, 폴리머 소재, 유리, 실리콘 웨이퍼 등 중 적어도 하나의 재질로 형성될 수 있다.
더 나아가, 블록부(20)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 원형 또는 다각형의 단면을 갖는 블록부(20)의 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들면, 다각형으로는 삼각형, 삼각형, 육각형, 팔각형, 십각형 등이 있으며, 사각형은 장방형, 마름모형 등을 포함할 수 있다.
이로써, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 구조체(100)는, 외측에 슬릿부(10)가 형성되고 외면에 슬릿부(10)의 개방부가 형성되어 있음으로 인하여 구조체 임의의 곳을 통해서도 수분 등의 액체가 마이크로 구조체(100)의 내부로 유입될 수 있다. 더불어, 유입된 수분 등의 액체가 관로부(30)를 통해 마이크로 구조체(100)의 내부에서 신속히 퍼져 마이크로 구조체(100)를 빠르게 적실 수 있다. 더불어, 관로부(30)의 폭(wl)이 슬릿부(10)의 폭(w)보다 길게 형성되어, 수분 등의 액체가 증발 등의 현상에 의해 슬릿부(10)를 통하여 소실되는 것이 최소화될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬릿부(10)의 표면의 거칠기가 상이한 모습을 나타낸 도면이다. 슬릿부(10)로 유입된 액체는 관로부(30) 측으로 갈수록 액체의 확산성이 향상될 수 있다. 이를 위해, 슬릿부(10) 외측 부분과 슬릿부(10)의 내측부분의 표면의 거칠기(roughness)가 상이할 수 있다. 즉, 슬릿부(10)의 거칠기는 관로부(30) 측으로 갈수록 표면이 스무드(smooth)하게 형성될 수 있다. 여기서 '스무드'는 표면의 거칠기가 상대적으로 낮게 되는 것을 표현한 것이다. 이에 따라서, 슬릿부(10)를 통해 유입된 액체는 관로부(30)로 갈수록 액체의 속도가 빨리질 수 있으며, 관로부(30)로 빠르게 이동될 수 있다. 이는, 액체의 마이크로 구조체(100) 내로의 유동성을 증진시킬 수 있음과 동시에 보다 빠른 액체의 내부 유입을 가능하게 한다. 이와 같이, 슬릿부(10)를 형성하는 것은 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 인위적인 스크래치를 슬릿부(10)의 깊이에 따라 다르게 형성하거나 또는, 초기 생성시부터 거칠기를 고려하여 다른 형태로 형성할 수 있다.
전술 한 바와 같이, 슬릿부(10)는 마이크로 구조체(100)의 외측에 개방되어 있으며, 액체는 슬릿부(10)의 개방된 부분을 통해 마이크로 구조체(100)의 내측으로 유입될 수 있다. 이는, 슬릿부(10)의 외측의 개방된 부분에서 표면장력이 발생될 수 있다. 액체는 표면장력 및 모세관 현상에 의해 슬릿부(10)의 사방으로 확산될 수 있다.
나아가, 슬릿부(10)의 외측의 개방된 부분은, 표명장력에 의해 액체가 잔류하여 액막이 형성되는 것을 방지하기 위해 소수성 재질로 형성되거나 소수성 처리 될 수 있다.
한편, 마이크로 구조체(100)의 내부 확산성을 증진시키기 위하여, 마이크로 구조체(100)의 내부 표면은 친수성 물질로 형성되거나 친수성 처리될 수 있다. 나아가, 마이크로 구조체(100)의 일측에 PDMS(polydimethysilovane)가 부착될 수 있다. PDMS는 유리에 상대적으로 넓은 영역에 안정적으로 부착될 수 있으며, 이는, 평탄하지 않은 표면에 대해서도 동일하게 부착될 수 있다. 이와 같이 형성된, PDMS의 패턴에 친수성을 부여하기 위해 플라즈마(plasma) 처리가 될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마(plasma)는 에어 플라즈마(air plasma) 형식으로 마이크로 구조체(100)의 표면에 친수성 코팅을 행할 수 있다. 이에 따라, 마이크로 구조체(100)는 친수성 재질로 마련될 수 있다. 나아가, 마이크로 구조체(100)는 유연한(flexible) 재질로 형성될 수 있다. 이로써, 마이크로 구조체(100)의 기결정된 운동성을 통해 마이크로 구조체(100) 내의 유체 이동 방향성이 일정하도록 할 수도 있다.
도 5는 슬릿부(10)에 소수성 패턴(40)이 도포된 모습을 도시한 도면이다. 소수성 패턴(40)은 슬릿부(10) 내측면에 부분적으로 형성시킬 수 있다. 이로써, 유체의 확산 속도가 조절될 수 있다.
예를 들어, 슬릿부(10)에 친수성 표면과 소수성 표면이 교대로 배열 배치될 수 있다. 이로써, 슬릿부(10) 내로 유입되는 액체의 확산 속도가 조절될 수 있다. 즉, 슬릿부(10)의 표면에 친수성 물질 및 소수성 물질이 교대로 마련될 수 있다. 슬릿부(10) 내측면에 친수성 물질 및 소수성 물질의 패터닝 방법은, 광 증착, 플라즈마(plasma) 증착 및 인쇄기를 이용한 잉크의 전사 방법 및 마이크로 컨택 프린팅(microcontact printing) 방법 등의 다양한 방법 중에서 하나 이상이 사용될 수 있다. 또한, 패터닝 모양은 액체의 흐름방향에 따라 결정될 수 있으며, 더 나아가 액체의 흐름과 수직방향으로도 형성될 수 있다.
이와 같은 마이크로 구조체(100)는 다양한 분야에 사용될 수 있으며, 예를 들어 마이크로 로봇, 의료기기, 의류 등 수분 등의 액체의 유동이 필요한 경우에 널리 사용될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 생체 로봇, 마이크로 의료 로봇, 인체 삽입 장치, 의류, 저마찰 표면, 필터, 필름, 디스플레이 등 다양한 분야에서 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 구조를 포함하는 액체 이송체(100a)이다. 도 7을 참조하면, 마이크로 구조체의 외측으로 개방되고 내측 방향으로 깊이를 갖도록 형성되는 슬릿부(10), 마이크로 구조체의 외형을 형성하고, 슬릿부에 의해 구획되는 블록부(20) 및 마이크로 구조체의 내측에서 슬릿부(10)와 연통되어 서로 연결되는 관로부(30)를 포함할 수 있다. 관로부(30)는 슬릿부(10)로부터 유입된 유체를 이송시킬 수 있다. 슬릿부(10)를 경유하여 유입된 유체는 관로부(30a, 30b) 내에서 이송될 수 있으며, 예를 들어, 제1 관로부(30a) 및 제2 관로부(30b)로 유입된 유체가 방향성을 가지며 일측으로 이송될 수 있다. 이러한 유체의 이송은 다양한 이송동력원에 의하여 이루어질 수 있으며, 이는 외부의 동력원이 있을 경우뿐만 아니라, 별도의 외부 동력원이 존재하지 않을 경우에도 이루어질 수 있다.
즉, 관로부(30a, 30b) 내의 친수·소수성의 정도의 차이 및 관로부(30a, 30b) 내의 모세관 현상, 또는 마이크로 구조체(100)의 사용환경(마이크로 생체로봇, 마이크로 의료용 로봇 등)에 의하여 유발되는 움직임(또는 운동)에 따른 유체 이송 압력에 의하여 이송될 수 있다.
특히, 마이크로 스케일(micro scale)에서는 좁은 관로부(30a, 30b)의 유체 이송에 표면 장력(surface tension) 등에 지배적 영향을 받게 되는 바, 본 발명의 실시 형태에 따른 방향성 유도를 통하여 유체를 이송시킬 수 있다. 예를 들어, 이송하고자 하는 방향으로 갈수록 관로부(30a, 30b) 내의 친수성이 강해지도록 하거나 관로 직경의 크기를 작게하여 유입된 유체를 특정 방향으로 이송시킬 수 있다.
한편, 관로부(30; 30a 및 30b)는 메시(Mesh) 형태로 서로 연결되어 있는 바, 다양한 방향에서 유입된 유체를 한 곳으로 모을 수 있다. 이를 통해 유체가 필요한 위치에 적절히 유체를 공급할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 슬릿부
20: 블럭부
30: 관로부
30a: 제1 관로부
30b: 제2 관로부
40: 소수성 패턴
100, 100a: 마이크로 구조체
mh: 블럭부 높이
ph: 관로부 높이
sd: 슬릿부 깊이
w: 슬릿부 폭
wl: 관로부 폭

Claims (7)

  1. 마이크로 구조체로서,
    상기 마이크로 구조체의 외측으로 개방되고 내측 방향으로 깊이를 갖도록 형성되는 슬릿부;
    상기 마이크로 구조체의 외형을 형성하고, 상기 슬릿부에 의해 구획되는 블럭부;
    상기 마이크로 구조체의 내측에서 상기 슬릿부와 연통되어 서로 연결되는 관로부;를 포함하고,
    상기 슬릿부는, 상기 관로부 측으로 갈수록 폭이 좁아지고, 상기 슬릿부의 외측 부분과 상기 슬릿부의 내측 표면의 거칠기가 상이한, 마이크로 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬릿부는 상기 마이크로 구조체의 외면에서 격자 형태로 형성되는, 마이크로 구조체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 관로부는 상기 슬릿부의 폭의 길이보다 길이가 긴 폭을 갖는 마이크로 구조체.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 블럭부는 유연성 재질로 형성되는, 마이크로 구조체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬릿부의 내측면에 부분적으로 소수성 패턴이 형성되고,
    상기 소수성 패턴은 유체의 확산 속도를 조절하는, 마이크로 구조체.
  7. 마이크로 구조를 포함하는 액체 이송체로서,
    상기 마이크로 구조체의 외측으로 개방되고 내측 방향으로 깊이를 갖도록 형성되는 슬릿부;
    상기 마이크로 구조체의 외형을 형성하고, 상기 슬릿부에 의해 구획되는 블럭부;
    상기 마이크로 구조체의 내측에서 상기 슬릿부와 연통되어 서로 연결되는 관로부;를 포함하고,
    상기 슬릿부는, 상기 관로부 측으로 갈수록 폭이 좁아지고, 상기 슬릿부의 외측 부분과 상기 슬릿부의 내측 표면의 거칠기가 상이하고,
    상기 관로부는, 상기 슬릿부로부터 유입된 유체를 이송시킬 수 있는,
    마이크로 구조를 포함하는 액체 이송체.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005532151A (ja) * 2002-06-07 2005-10-27 オーミック・アクチボラゲット 微細流体構造
JP2008510505A (ja) * 2004-08-20 2008-04-10 エフ ホフマン−ラ ロッシュ アクチェン ゲゼルシャフト マイクロ流体システムおよびその製造方法
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Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080020007A1 (en) 2006-07-18 2008-01-24 Zang Hongmei Liquid-containing film structure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005532151A (ja) * 2002-06-07 2005-10-27 オーミック・アクチボラゲット 微細流体構造
JP2008510505A (ja) * 2004-08-20 2008-04-10 エフ ホフマン−ラ ロッシュ アクチェン ゲゼルシャフト マイクロ流体システムおよびその製造方法
JP5651787B2 (ja) 2012-04-06 2015-01-14 株式会社フジクラ 流体制御デバイス、及び流体混合器

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