KR20030012725A - 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널 및 그제조 방법 - Google Patents

나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널 및 그제조 방법 Download PDF

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KR20030012725A
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권태헌
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이광철
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학교법인 포항공과대학교
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Abstract

본 발명은 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 마이크로 채널 내부의 벽면에 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴이 형성되고, 마이크로 채널 내부의 상부 또는 하부 벽면에 채널 길이방향으로 적어도 1개 이상의 배리어가 주기적 혹은 비주기적으로 배치된다. 그러므로, 본 발명은 채널의 길이 방향으로 전기장이 가해지면, 채널 내부 벽면에 형성된 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴에 따라 전기 삼투 현상이 일어나 3차원의 나선 유동이 생성된다. 이때, 채널 내부의 상부 또는 하부 벽면에는 적어도 1개 이상의 배리어가 주기적 또는 비주기적으로 배치되어 있기 때문에 채널 내부를 통해서 흐르는 유체의 나선 유동에 주기적 또는 비주기적인 교란이 일어나 결국 마이크로 채널 내부에서 유체의 카오스 유동을 유발시키고, 이 카오스 현상에 의해 혼합 성능이 대폭적으로 향상된 마이크로 채널을 제조할 수 있다.

Description

나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널 및 그 제조 방법{MICRO CHANNEL FOR A CHAOTIC MIXING BY USING A HELICAL FLOW AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 마이크로 채널(micro channel) 및 그 제조 방법에 관한 것으로서,특히 마이크로 채널 내에 불균일한 벽면전위(nonuniform surface potential) 패턴에 전기장을 가할 경우 전기 삼투 현상에 의해 전해질의 나선 유동(helical flow)이 발생될 때, 배리어에 의해 카오스 혼합(chaotic mixing)을 유도하는 기술에 관한 것이다.
현재 분석기술의 소형화에 따라 많은 시료와 시약을 작은 단위로 처리, 분석이 가능한 초소형장치에 대한 연구 및 개발이 진행되고 있다. 초소형 분석장치로서, 마이크로칩 또는 바이오칩이 널리 사용되고 있다.
마이크로칩 또는 바이오칩은 분석에 필요한 모든 과정들이 하나의 작은 칩 위에서 수행될 수 있도록 여러 개의 채널이나 미세 구조물들을 포함한다. 칩 내의 유체흐름은 모세관 전기 이동법을 이용한 전기 삼투흐름을 주로 이용하는데, 전기 삼투란 유리같이 벽면에 전위를 갖는 마이크로 채널의 안쪽에 전해질이 전기 이중층(electric double layer)을 형성하면서 전기장에 의해 벽면전위를 뛴 채널의 전기 이중층 내의 상대 유동에 의해 전해질의 유동을 생성하는 현상을 말한다. 전기 이중층의 두께가 채널의 특성길이에 비해 충분히 무시될 만큼 작기 때문에 전기 삼투에 의한 플러그 유동은 마치 벽면에서 미끄럼 현상이 일어나듯이 나타나게 된다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 의한 벽면전위가 모두 노출된 마이크로 채널의 구성도와 채널내에 형성되는 1차원 플러그 유동(plug flow)을 나타낸 도면이다. 도면 부호 10은 마이크로 채널, 12는 벽면전위를 갖는 상부 벽면과 하부 벽면 및 측면 벽면, 14는 플러그 유동이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 마이크로 채널(10)에 전해질이 차 있고 마이크로채널(10) 내부의 상부 벽면과 하부 벽면(12) 및 측면 벽면 전위가 모두 노출될 경우 채널의 길이 방향(z)으로 전기장(E)이 형성되면, 전해질에 노출되어 있는 벽면전위 부분에서 수학식 1의 미끄럼 속도에 의한 전기 삼투현상이 나타나고, 이로 인해 도 1b와 같은 플러그 유동(14)이 유발된다.
이러한 플러그 유동은 전기장의 유/무에 따라 쉽게 제어할 수 있기 때문에 마이크로 채널에서의 유동 구동원으로 전기 삼투 현상을 많이 사용하고 있다.
그러나, 보통의 마이크로칩 또는 바이오칩의 경우에는 특성 길이가 현저히 작아져 레이놀드(Reynolds) 수가 크게 줄어들게 되므로 층류(laminar flow)가 형성되어 확산에 의한 혼합 외에는 일어나지 않게 된다. 결과적으로 마이크로 채널 내부에서 혼합 성능이 크게 떨어지게 된다. 이에 혼합을 위해 도 2a 및 도 2b와 같이, 마이크로 채널을 T-접합 또는 Y 접합 구성으로 제작하여 두 유체(16, 18)가 서로 만나 혼합(20)이 일어나도록 유도하고 있지만, 큰 혼합 성능의 향상을 가져오지는 못하고 있다.
도 3은 일반적인 압출기용 스크류를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 스크류의 플라이트 사이(A)에서 나선 유동이 생성되어 유체의 혼합이 일어난 것을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 배럴(미도시함) 내부에 있는 스크류(22)는 나선형 구조로 부착된 스크류의 플라이트(24)를 포함한다. 스크류(22)가 회전할 경우 스크류 플라이트(24) 사이의 채널 내부에서 스크류 방향의 나선 유동이 형성된다. 이에 채널 내부의 압출물(유체)은 스크류(22)의 회전에 따른 나선 유동에 의해 전진 이동된다. 여기서, 도면 부호 A는 배리어가 없는 플라이트 사이를 나타낸 것이다.
일반적인 압출기용 스크류(22)에서는 스크류 플라이트(24)의 회전에 의해 채널 내부에서 나선 유동이 발생하고 이 유동에 의해 A 부분에서 서로 다른 유체(16, 18)가 혼합(20)된다. 하지만 스크류내에 압출물의 혼합이 나선 유동에 의해서만 이루어지기 때문에, 도 4와 같이 두 유체가 전단 변형에 의해서만 혼합이 이루어지며, 이러한 혼합은 그 혼합성능이 기대에 못 미치는 선형적 혼합에 해당하게 된다.
이러한 단점을 해결하고자, 본 출원인은 1998년 3월 11일자로 허여된 국내특허등록 140270호의 "단축압출기용 카오스 스크류"에 관한 특허를 등록한 바 있다. 이 특허는 압출물(유체)의 카오스 혼합 특성을 갖춘 스크류에 관한 것으로서, 도 5와 도 6a 및 도 6b에 카오스 스크류에 대한 도면이 도시되어 있다.
도 5는 종래 기술에 의한 주기적인 배리어를 갖는 압출기용 카오스 스크류를 나타낸 도면이고, 도 6a 및 도 6b는 도 5의 카오스 스크류에 의해 배리어가 존재하거나 존재하지 않은 스크류의 플라이트 사이에서 유체의 카오스 혼합이 일어나 도4에서 보여진 일반적인 스크류에 의한 혼합보다 그 혼합성능이 훨씬 향상된 것을 나타낸 도면들이다. 종래 기술의 카오스 스크류(110)는 스크류 플라이트(24) 사이에 다수개의 배리어(26)를 장착하되, 배리어(26)가 존재하는 영역(B)과 존재하지 않는 영역(A)이 주기적으로 반복된다. 즉, 종래 기술에 의한 압출기용 카오스 스크류는 배리어를 추가하여 나선 유동에 주기적 또는 비주기적인 교란을 유도함으로써 도6a 및 도 6b와 같이 압출물(유체)의 혼합 성능을 향상시켰다.
한편, 마이크로 채널에서는 벽면전위를 주기적으로 노출시킴으로써 전기 삼투 현상에 의한 2차원 유동을 형성하여 서로 다른 유체를 혼합할 수 있다. 그런데, 마이크로 채널에서도 상술한 압출기 카오스 스크류와 같이 카오스 혼합을 얻기 위해서는 정지된 배럴에 대한 스크류의 상대적인 회전 운동으로 형성되는 나선 유동이 필요하다. 이에, 전기장을 구동원으로 전기 삼투를 이용하는 마이크로 채널 내에서는 3차원의 나선 유동을 일으키고자 채널 벽면에 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴을 형성한다.
그러나, 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴을 갖는 마이크로 채널은 도 3의 스크류와 같이 3차원의 나선 유동을 구현할 수 있지만 단순 나선 유동만으로는 도 4와 같은 혼합 정도만 일어나므로, 두 유체의 향상된 혼합 성능을 기대하는 데에는 그 한계가 있었다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 전기 삼투 현상으로 나선 유동을 얻을 수 있는 마이크로 채널 내부에 다수의 배리어를 장착함으로써 배리어가 있는 곳과 없는 곳이 주기적 또는 비주기적으로 존재하게 하여 채널 내부에서 유체의 카오스 혼합을 생성하는, 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널의 제조 방법을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 벽면전위를 갖는 마이크로 채널에 있어서, 마이크로 채널 내부의 벽면에 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴이 형성되고, 마이크로 채널 내부의 상부 또는 하부 벽면에 채널 길이방향으로 배치된 적어도 1개 이상의 배리어를 구비한 것을 특징으로 한다.
이러한 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위를 갖는 카오스 혼합용 마이크로 채널의 제조 방법에 있어서, 마이크로 채널용 제 1기판의 상부에 나선 유동을 유발하는 불균일한 상부 벽면전위패턴을 형성하는 단계와, 마이크로 채널용 제 2기판의 상부에 나선 유동을 유발하는 불균일한 하부 벽면전위패턴을 형성하고, 제 2기판에 측벽막을 형성하는 단계와, 제 1 또는 제 2기판에 적어도 1개 이상의 배리어를 형성하는 단계와, 제 1기판과 제 2기판을 접합하여 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴과 배리어를 갖는 마이크로 채널을 형성하는 단계를 포함한다.
이러한 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 방법은 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위를 갖는 카오스 혼합용 마이크로 채널의 제조 방법에 있어서, 마이크로 채널용 제 1기판의 상부에 나선 유동을 유발하는 불균일한 상부 벽면전위패턴을 형성하는 단계와, 마이크로 채널용 제 2기판을 소정 깊이로 식각하여 트렌치를 형성하고, 트렌치내에 나선 유동을 유발하는 불균일한 하부 벽면전위패턴을 형성하는 단계와, 제 1 또는 제 2기판에 적어도 1개 이상의 배리어를 형성하는 단계와, 제 1기판과 제 2기판을 접합하여 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴과 배리어를 갖는 마이크로 채널을 형성하는 단계를 포함한다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 의한 벽면전위가 모두 노출된 마이크로 채널의 구성도와 채널내에 형성되는 1차원 플러그 유동을 나타낸 도면,
도 2a 및 도 2b는 종래 마이크로 채널에서 각각 T-접합 및 Y 접합 구성으로 유체를 혼합한 것을 나타낸 도면들,
도 3은 일반적인 압출기용 스크류를 나타낸 도면,
도 4는 도 3의 스크류의 플라이트 사이에서 나선 유동이 생성되어 유체의 혼합이 일어난 것을 나타낸 도면,
도 5는 종래 기술에 의한 배리어를 갖는 압출기용 카오스 스크류를 나타낸 도면,
도 6a 및 도 6b는 도 5의 카오스 스크류에 의해 배리어가 존재하거나 존재하지 않은 스크류의 플라이트 사이에서 유체의 카오스 혼합이 일어난 것을 나타낸 도면들,
도 7은 본 발명에 따른 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널의 구조를 나타낸 도면,
도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 일 실시예에 따른 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널의 제조 과정을 나타낸 공정 순서도,
도 9a 내지 도 9g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널의 제조 과정을 나타낸 공정 순서도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1 : 마이크로 채널
100, 101, 120 : 유리, 석영 또는 산화막을 포함하는 실리콘 기판
130 : 실리콘 기판
102, 103, 122 : 감광재 패턴
104 : 나선 유동을 유발하는 불균일한 상부 벽면전위 패턴
106 : 나선 유동을 유발하는 불균일한 하부 벽면 전위 패턴
105 : 마이크로 채널의 측벽막
107 : 마이크로 채널의 내부 공간
114 : 배리어
132, 134, 136 : 열산화막
106 : 열산화막 패턴
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하고자 한다.
도 7은 본 발명에 따른 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널의 구조를 나타낸 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 마이크로 채널(1)은 채널 내부의 벽면(100, 101, 105)에 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴(104, 106)이 형성되고, 채널 내부의 상부 벽면(100) 또는 하부 벽면(101)에 채널 길이방향으로 배치된 적어도 1개 이상의 배리어(114)를 포함한다.
여기서, 배리어(114)는 마이크로 채널(1) 내부에 채널 길이 방향(z)으로 소정 간격을 두고 주기적으로 배치되거나, 비주기적으로 배치된다. 그리고, 본 발명에서 배리어(114)는 마이크로 채널(1) 내부의 상부 또는 하부 벽면(100, 101)에 있는 벽면전위패턴(104, 106) 위 혹은 그 아래에 형성된다. 또한, 배리어(114)의 높이는 마이크로 채널(1) 내부의 높이와 동일하거나 그보다 작고, 바람직하게는 내부의 높이의 1/2 ~ 3/4 정도로 작도록 한다. 배리어(114)의 폭은 유동의 파괴가 일어나지 않는 범위 내에서 마이크로 채널(1) 내부의 폭보다 작게 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 마이크로 채널(1)은 채널의 길이 방향으로 전기장을 가하면, 채널 내부 벽면에 형성된 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴(104, 106)에 따라 전기 삼투 현상이 일어나 3차원의 나선 유동이 생성된다. 이때, 채널 내부의 상부 또는 하부 벽면전위패턴(104, 106)에는 적어도 1개 이상의 배리어(114)가 주기적 또는 비주기적으로 배치되어 있기 때문에 채널 내부를 통해서 흐르는 유체의 나선 유동에 주기적 또는 비주기적인 교란(perturbation)이 유도된다. 이러한 메카니즘에 의해 마이크로 채널(1) 내부에서는 카오스 유동이 발생되고, 이로 인해 유체의 카오스 혼합(chaotic mixing)이 일어난다.
한편, 본 발명에 따라 마이크로 채널내에 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴(104, 106) 및 배리어(114)를 갖는 마이크로 채널(1)은 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 공정으로 제작할 수 있는데, 그 제조 공정의 실시예는 다음과 같다.
도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 일 실시예에 따른 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널의 제조 과정을 나타낸 공정 순서도이다. 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예는 유리와 SU-8(제품명)을 사용하여 마이크로 채널을 제조한다.
먼저 도 8a에 도시된 바와 같이, 마이크로 채널의 상부 벽면이 될 재료로서 유리, 석영 또는 산화막을 포함하는 실리콘 기판(100)을 세척한다. 그리고 도 8b에 도시된 바와 같이, 유리 기판(100)에 감광재를 도포하고 자외선을 이용한 노광 공정 및 현상 공정을 진행하여 유리 기판(100)의 표면이 나선 유동을 유발하는 불균일한 구조로 노출되도록 감광재 패턴(102)을 형성한다. 결국 이러한 감광재 패턴(102)에 의해 마이크로 채널의 내부 벽면에 나선형으로 유동을 발생시키는 상부 벽면전위패턴(104)이 형성된다. 그 다음 도 8c에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(100)에 SU-8 등의 두꺼운 감광재를 도포하고 자외선을 이용한 노광 및 현상 공정을 진행하여 주기적 또는 비주기적으로 배치된 배리어(114)를 형성한다. 이러한 공정을 통해서, 본 발명의 마이크로 채널 상부 부분이 되는 양각틀이 만들어진다.
이어서 도 8d에 도시된 바와 같이, 마이크로 채널의 하부 벽면이 될 재료로서 유리 기판(101)을 표준세척 공정을 이용하여 세척을 실시한다. 이때, 유리 기판(101) 대신에 석영 또는 산화막을 포함하는 실리콘기판을 사용할 수도 있다.
그리고 도 8e에 도시된 바와 같이, 유리 기판(101) 상부에 감광재를 도포한 후에 자외선을 이용한 노광 공정 및 현상 공정을 진행하여 유리 기판(101)의 표면이 나선 유동을 유발하는 불균일한 구조로 노출되도록 감광재 패턴(103)을 형성한다. 감광재 패턴(103)에 의해 유리 기판(101)에는 나선 유동을 유발시키는 하부 벽면전위 패턴(106)이 형성된다.
그 다음 도 8f에 도시된 바와 같이, 유리 기판(101) 상부에 SU-8과 같은 두꺼운 음성 감광재를 도포하고 자외선을 이용한 노광 공정 및 현상 공정을 진행하여 마이크로 채널의 측벽막(105)을 형성한다. 이에 따라 마이크로 채널의 하부 및 측면 벽면이 되는 음각틀이 만들어진다.
그리고나서 도 8g와 같이, 실리콘 기판(100)과 유리 기판(101)을 서로 접합하여 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴(104, 106)과 주기적 또는 비주기적인 배리어(114)를 갖는 마이크로 채널(1)을 완성한다. 여기서, 도면 부호 107은 마이크로 채널의 내부 공간을 나타낸 것이다.
도 9a 내지 도 9g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널의 제조 과정을 나타낸 공정 순서도이다. 이를 참조하면,본 발명의 다른 실시예는 실리콘과 유리를 이용하여 마이크로 채널을 제조한다.
먼저 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 유리 기판(120)을 표준 세척 공정을 이용하여 세척하고 그 위에 감광재를 도포하고 자외선을 이용한 노광 공정 및 현상 공정을 진행하여 유리 기판(120)의 표면이 나선 유동을 유발하는 불균일한 구조로 노출되도록 감광재 패턴(122)을 형성한다. 결국 이러한 감광재 패턴(122)에 의해 유리 기판(120)의 상부에는 나선 유동을 유발시키는 상부 벽면전위패턴(104)이 형성된다. 그리고 도 9c에 도시된 바와 같이, 유리 기판(120)에 SU-8 등의 두꺼운 감광재를 도포하고 자외선을 이용한 노광 및 현상 공정을 진행하여 주기적 또는 비주기적으로 배치된 배리어(114)를 형성한다. 이러한 공정(도 9a∼도 9c)을 통해서, 본 발명의 마이크로 채널 상부 부분이 되는 양각틀이 만들어진다.
이어서 도 9d에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(130)을 표준 세척 공정을 이용하여 세척한 후에 식각 방지막으로 사용할 열산화막(132, 134)을 성장시킨다. 사진 식각 공정을 이용하여 기판(130) 상부의 열산화막(134)을 패터닝하고 TMAH 수용액으로 실리콘 기판(130)을 트렌치(108) 형태로 식각하여 마이크로 채널의 하부 공간을 완성한다. 본 실시예에서는 실리콘 기판(130)을 트렌치(108)로 식각함으로써 상술한 일 실시예와 같이 마이크로 채널의 측벽막 제조 공정을 생략할 수 있다.
그 다음 도 9e에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(130) 상부에 남아 있는 열산화막(134)을 제거한 후에, 표준 세척 공정을 실시하고 표면 전위의 생성을 위하여 열산화막(136)을 다시 성장시킨다.
이어서 도 9f에 도시된 바와 같이, 사진 식각 공정을 이용하여열산화막(136)을 선택적으로 식각하여 트렌치(108)가 형성된 실리콘 기판(130)에 나선 유동을 유발하는 불균일한 구조의 패턴을 만든다. 이러한 열산화막 패턴(136')에 의해 실리콘 기판(130)의 트렌치 바닥 및 측벽 표면이 나선 유동을 유발하는 불균일한 구조로 노출되어 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴 중에서 하부 벽면전위패턴(106)이 완성된다. 이러한 공정(도 9d∼도 9f)을 통해서, 본 발명의 마이크로 채널 하부 및 측면 부분이 되는 음각틀이 만들어진다.
그리고나서 도 9g에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 제조된 유리 기판(120)과 실리콘 기판(130)을 서로 접합하여 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴(104, 106)과 주기적 또는 비주기적인 배리어(114)를 갖는 마이크로 채널(1)을 완성한다.
한편, 상술한 실시예들에서는 마이크로 채널의 배리어(114)를 채널용 상부 기판(100, 120)에 형성하였지만, 채널용 하부 기판(101, 130)에 배리어(114)를 형성할 수도 있다. 즉, 본 발명은 마이크로 채널용 상부 기판(100, 120) 및 하부 기판(101, 130)을 접합하기 전에 상부 또는 하부 기판에 주기적 또는 비주기적으로 배치된 배리어(114)를 형성한다.
그리고 본 발명의 하부 벽면전위패턴을 형성하는 제조 공정시 측벽막 또는 트렌치의 측벽에 불균일한 상부 및 하부 벽면전위패턴을 연결하기 위한 벽면전위패턴을 함께 형성한다.
또한 본 발명의 제조 방법에 있어서, 마이크로 채널의 상부 기판 또는 하부 기판 제조 공정 순서와 배리어의 주기적 또는 비주기적인 배치는 당업자에 의해 변경이 가능한 사항이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 마이크로 채널 내부 벽면에 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴을 형성함으로써 전기 삼투 현상에 의해 채널 내부에서 유체의 나선 유동이 유발될 때, 마이크로 채널의 상부 또는 하부 벽면에 주기적 또는 비주기적인 적어도 1개 이상의 배리어를 추가함으로써 나선 유동에 주기적 또는 비주기적인 교란을 유도해서 유체의 카오스 혼합이 일어나도록 한다.
그러므로, 본 발명은 마이크로 채널의 혼합 성능을 현저히 상승시킬 수 있고 배리어의 구조가 단순하기 때문에 마이크로칩 또는 바이오칩 등의 마이크로 채널 제조 공정시 배리어를 쉽게 제작할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (7)

  1. 벽면전위를 갖는 마이크로 채널에 있어서,
    상기 마이크로 채널 내부의 벽면에 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴이 형성되고, 상기 마이크로 채널 내부의 상부 또는 하부 벽면에 상기 채널 길이방향으로 배치된 적어도 1개 이상의 배리어를 구비한 것을 특징으로 하는 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 배리어는 상기 마이크로 채널 내부에 상기 채널 길이 방향으로 소정 간격을 두고 주기적, 혹은 비주기적으로 배치된 것을 특징으로 하는 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널.
  3. 제 1항 내지 제 2항에 있어서, 상기 배리어는 상기 마이크로 채널 내부의 상부 또는 하부 벽면에 있는 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴 위 혹은 그 아래에 형성되는 것을 특징으로 하는 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 배리어의 높이는 상기 마이크로 채널 내부의 높이와 동일하거나 그 높이보다 작은 것을 특징으로 하는 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 배리어의 폭은 유동의 파괴가 일어나지 않는 범위에서 상기 마이크로 채널 내부의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널.
  6. 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위를 갖는 카오스 혼합용 마이크로 채널의 제조 방법에 있어서,
    상기 마이크로 채널용 제 1기판의 상부에 나선 유동을 유발하는 불균일한 상부 벽면전위패턴을 형성하는 단계;
    상기 마이크로 채널용 제 2기판의 상부에 나선 유동을 유발하는 불균일한 하부 벽면전위패턴을 형성하고, 상기 제 2기판에 측벽막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 또는 제 2기판에 적어도 1개 이상의 배리어를 형성하는 단계; 및
    상기 제 1기판과 상기 제 2기판을 접합하여 상기 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴과 배리어를 갖는 마이크로 채널을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널의 제조 방법.
  7. 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위를 갖는 카오스 혼합용 마이크로 채널의 제조 방법에 있어서,
    상기 마이크로 채널용 제 1기판의 상부에 나선 유동을 유발하는 불균일한 상부 벽면전위패턴을 형성하는 단계;
    상기 마이크로 채널용 제 2기판을 소정 깊이로 식각하여 트렌치를 형성하고, 상기 트렌치내에 나선 유동을 유발하는 불균일한 하부 벽면전위패턴을 형성하는 단계;
    상기 제 1 또는 제 2기판에 적어도 1개 이상의 배리어를 형성하는 단계; 및
    상기 제 1기판과 상기 제 2기판을 접합하여 상기 나선 유동을 유발하는 불균일한 벽면전위패턴과 배리어를 갖는 마이크로 채널을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나선 유동을 이용한 카오스 혼합용 마이크로 채널의 제조 방법.
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