KR20100097978A - Fluid mixing system by microchannel and mixing method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: The present invention exercises with the magnetic force changed according to the pass of the time. The fluid material flowing in inside the micro channel is mixed with the magnetic particle. CONSTITUTION: A micro channel type fluid mixer system(100). To the micro channel(20), the magnet, and the magnetic particle aggregate(60). It is included. Micro channel. The pipe in which the fluid material flowing passes through. With the inlet port in which the fluid material of the different property flows in. The outlet port in which the miscible fluid in which the fluid material of the different property is mixed is exhausted.

Description

마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템 및 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법{Fluid mixing system by microchannel and mixing method thereof}Fluid mixing system by microchannel and mixing method

본 발명은 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템 및 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 시간의 경과에 따라 변동되는 자기력에 의해 운동하는 자성 입자에 의해 마이크로 채널 내부에 유입된 유체 재료가 혼합되도록 하여 유체 재료의 혼합효율을 증대시키고, 단순한 구성으로 이루어질 수 있는 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템 및 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microchannel fluid mixer system and a fluid mixing method using a microchannel, and more particularly, a fluid material introduced into a microchannel by magnetic particles moving by a magnetic force that changes over time. The present invention relates to a microchannel fluid mixer system and a method for mixing fluids using microchannels, which can be mixed to increase the mixing efficiency of a fluid material and can be made simple.

현재, 나노기술의 발달에 힘입어 생체물질 분석이나 화학물질 분석에 마이크로 채널(micro channel)의 이용도 활성화되고 있는데, 이와 같은 마이크로 채널은 일반적으로 유체 재료를 이송시키거나, 서로 다른 성질의 유체 재료를 혼합시키는데 사용된다.At present, with the development of nanotechnology, the use of microchannels for biomaterial analysis or chemical analysis is also activated. Such microchannels generally transfer fluid materials or fluid materials having different properties. It is used to mix.

여기서, 서로 다른 성질의 유체 재료를 혼합시키는데 사용되는 마이크로 채널과 관련된 기술로는 본 발명자에 의해 선출원된 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0758362호 및 제10-0818981호의 "마이크로 채널 내 유체 재료의 혼합효과를 높이기 위한 방법", 등록번호 제10-0739023호 및 제10-0739025호의 "마이크로 채널 내 유체 재료의 혼합효과를 높이기 위한 전극의 설치구조" 등이 안출되어 있다. Here, the techniques related to the microchannels used to mix the fluid materials of different properties include those of the fluid materials in the microchannels of Korean Patent Publication Nos. 10-0758362 and 10-0818981. "Method for Enhancing the Mixing Effect", "No. 10-0739023" and "No. 10-0739025", "Installation Structure of Electrode for Enhancing the Mixing Effect of Fluid Material in Micro Channel", and the like have been devised.

상기와 같은 서로 다른 성질의 유체 재료를 혼합시키는데 사용되는 마이크로 채널과 관련된 종래의 기술은 유체의 전기삼투 유동을 이용한 것으로 마이크로 채널의 벽면에 설치되는 전극의 구성과 배치구조를 조절함으로써 마이크로 채널 내부를 유동하게 되는 유체 재료의 혼합효과를 증대시키도록 한 것이다.Conventional techniques related to microchannels used to mix fluid materials of different properties as described above utilize the electroosmotic flow of fluids to control the structure and arrangement of electrodes installed on the walls of the microchannels. It is to increase the mixing effect of the fluid material to flow.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술은 마이크로 채널의 벽면에 다수개의 전극을 설치하는 구성이 번거로운 문제점이 있었으며, 유체 재료의 혼합효과를 더욱 높이는데에도 한계가 있어 새로운 방식의 유체 혼합기술의 개발이 현재 요구되고 있는 실정이라 하겠다.However, the conventional technology as described above has a problem in that it is cumbersome to install a plurality of electrodes on the wall of the microchannel, and there is a limit to further increase the mixing effect of the fluid material. It is a situation that is required.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 마이크로 채널 내부에 유입되어 유체 재료와 물리적으로 상호작용하게 되는 자성 입자의 집합체와 자성 입자에 자기력을 부여하게 되는 자석이 구비되도록 하고, 자석에 의해 부여되는 자기력의 벡터량이 시간의 경과에 따라 변동되어 자성 입자의 운동이 변동되면서 마이크로 채널 내부로 유입되는 유체 재료의 와류유동을 유도되도록 하여 유체 재료의 혼합효율이 증대될 수 있는 새로운 형태의 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템 및 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Therefore, the present invention improves the problems of the prior art, such that a collection of magnetic particles introduced into the microchannel and physically interacting with the fluid material and a magnet to impart magnetic force to the magnetic particles are provided. A new type of micro that can increase the mixing efficiency of fluid materials by inducing the vortex flow of the fluid material flowing into the micro channel as the vector amount of the magnetic force applied is changed over time to change the motion of the magnetic particles. It is an object of the present invention to provide a channel type fluid mixer system and a fluid mixing method using a micro channel.

또한, 본 발명은 자성 입자 집합체와 자석을 구비하는 단순한 구성으로도 마이크로 채널로 유입되는 유체의 혼합효율을 증대시킬 수 있는 새로운 형태의 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템 및 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a new type of micro-channel fluid mixer system and a method for mixing fluids using a micro channel, which can increase the mixing efficiency of the fluid flowing into the micro channel even with a simple configuration having a magnetic particle assembly and a magnet. It aims to do it.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 서로 다른 성질의 유체 재료가 마이크로 채널을 유동하면서 혼합되도록 하는 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에 있어서, 서로 다른 성질의 유체 재료가 유입되는 유입구와 서로 다른 성질의 유체 재료가 혼합된 혼합 유체가 배출되는 유출구가 양단부 에 형성되고, 상기 유입구와 유출구 사이에 상기 유입구를 통해 유입된 서로 다른 성질의 유체 재료가 유동하게 되는 내부유로가 형성된 마이크로 채널과; 상기 마이크로 채널의 길이방향을 따라 상기 유입구와 유출구 사이에 설치되고, 상기 마이크로 채널의 둘레에 위치되어 상기 마이크로 채널의 내부유로에 자기장이 작용하도록 하는 자석체 및; 상기 마이크로 채널의 내부유로에 유입되고, 상기 자석체의 자기장을 통해 부여되는 자기력에 의해 상기 마이크로 채널의 내부유로 상에서 운동하게 되는 자성 입자 집합체(magnetic particles)를 포함하여, 상기 자석체는 자기장이 시간의 경과에 따라 변동되도록 하여 상기 자성 입자 집합체의 운동 방향 및 운동 속도가 시간에 따라 달라지도록 하고, 상기 마이크로 채널의 내부유로로 유입된 서로 다른 성질의 유체 재료는 상기 자성 입자 집합체와의 상호작용에 의해 와류 유동(vortex motion)하게 되면서 서로 혼합되는 것을 특징으로 한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is a microchannel fluid mixer system in which fluid materials of different properties are mixed while flowing the microchannel, the fluid material of different properties is introduced Outlets are formed at both ends of the inlet and the outlet of the mixed fluid mixed with the fluid material of different properties, and the inner flow path is formed between the inlet and the outlet to allow the fluid material of different properties flowing through the inlet flows. A channel; A magnet body disposed between the inlet and the outlet along the longitudinal direction of the microchannel and positioned around the microchannel to allow a magnetic field to act on an internal flow path of the microchannel; The magnetic body includes magnetic particles that flow into the inner channel of the micro channel and move on the inner channel of the micro channel by a magnetic force applied through the magnetic field of the magnet body. The direction of movement and the speed of movement of the magnetic particle aggregate are changed over time, and fluid materials having different properties introduced into the inner channel of the microchannel are influenced by the interaction with the magnetic particle aggregate. It is characterized in that the vortex motion is mixed with each other.

이와 같은 본 발명에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에서 상기 자석체는 전자석이 사용되어 상기 자석체가 발생시키는 자기장의 온오프동작, 자기장의 방향, 자기장의 크기가 상기 전자석과 연결되는 컨트롤러에 의해 제어되도록 하는 것을 특징으로 한다.In such a microchannel fluid mixer system according to the present invention, the magnet body is used so that the on-off operation of the magnetic field generated by the magnet body, the direction of the magnetic field, and the magnitude of the magnetic field are controlled by a controller connected to the electromagnet. Characterized in that.

이와 같은 본 발명에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에서 상기 자성 입자 집합체는 철, 니켈, 코발트와 같은 자성물질이 나노단위의 크기로 미립화된 자기 나노입자(magnetic nanoparticles)의 집합체인 것을 특징으로 한다.The magnetic particle aggregate in the micro-channel fluid mixer system according to the present invention is characterized in that the magnetic material, such as iron, nickel, cobalt, is a collection of magnetic nanoparticles (particles) in which the granules are nano-sized.

이와 같은 본 발명에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에서 상기 자성 입자 집합체를 이루는 각각의 자성 나노입자는 화학적으로 안정되어 상기 마이크로 채널로 유입되는 유체 재료와 화학적으로 반응하지 않는 폴리머(polymer) 소재로 코팅되어 있는 것을 특징으로 한다.In the microchannel fluid mixer system according to the present invention, each magnetic nanoparticle forming the magnetic particle aggregate is coated with a polymer material which is chemically stable and does not chemically react with the fluid material flowing into the microchannel. It is characterized by that.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명은 서로 다른 성질의 유체 재료가 마이크로 채널을 유동하면서 혼합되도록 하는 방법에 있어서, 상기 마이크로 채널의 길이방향을 따라 상기 마이크로 채널의 둘레에 자석체가 설치되어 상기 마이크로 채널의 내부유로에 자기장이 작용하도록 하고, 상기 마이크로 채널의 내부유로로 자성 입자 집합체(magnetic particles)를 유입시켜 상기 자성 입자 집합체가 상기 자석체의 자기장을 통해 부여되는 자기력에 의해 상기 마이크로 채널의 내부유로 상에서 운동하도록 하여, 상기 마이크로 채널의 내부유로로 유입되는 서로 다른 성질의 유체 재료가 시간의 경과에 따라 자기장을 변동시키는 자석체에 의해 운동 방향 및 운동 속도가 시간에 따라 달라지는 상기 자성 입자 집합체와의 상호작용에 의해 와류 유동(vortex motion)하게 되면서 서로 혼합되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the present invention is a method for allowing fluid materials of different properties to be mixed while flowing the micro channel, the circumference of the micro channel along the longitudinal direction of the micro channel A magnetic body is installed in the magnetic channel so that the magnetic field acts on the inner channel of the micro channel, and magnetic particles are introduced into the inner channel of the micro channel so that the magnetic particle aggregate is applied through the magnetic field of the magnetic body. The direction of movement and the speed of movement by the magnet body that causes the fluid material of different properties to flow into the inner channel of the micro channel so as to change the magnetic field over time. Interaction with the magnetic particle aggregate With the vortex flow (vortex motion) by it being mixed with each other.

이와 같은 본 발명에 따른 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법에서 상기 자석체는 자기장의 방향이 정해진 시간 간격으로 반대방향으로 전환되도록 하여 상 기 자성 입자 집합체의 측방향 왕복운동이 유도되도록 하는 것을 특징으로 한다.In the fluid mixing method using the microchannel according to the present invention, the magnetic body is characterized in that the direction of the magnetic field is switched in the opposite direction at a predetermined time interval to induce the lateral reciprocation of the magnetic particle assembly. .

이와 같은 본 발명에 따른 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법에서 서로 다른 성질의 유체 재료가 상기 마이크로 채널의 유입구로 유입되어 상기 마이크로 채널의 내부유로를 유동하면서 와류 유동으로 유도되는 거리 및 시간은 상기 자성 입자 집합체를 이루는 각각의 자성 입자에 작용하는 자기력의 크기, 상기 자기장의 방향이 전환되는 주파수, 상기 자성 입자 집합체를 이루는 자성 입자의 개수에 의해 조절되는 것을 특징으로 한다.In the fluid mixing method using the microchannel according to the present invention, the distance and time induced by the vortex flow while the fluid material having different properties flows into the inlet of the microchannel and flows through the inner channel of the microchannel are the magnetic particles. It is characterized in that it is controlled by the magnitude of the magnetic force acting on each magnetic particle constituting the aggregate, the frequency at which the direction of the magnetic field is switched, the number of magnetic particles constituting the magnetic particle aggregate.

이와 같은 본 발명에 따른 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법에서 상기 자석체는 전자석이 사용되어 상기 자석체가 발생시키는 자기장의 온오프동작, 자기장의 방향, 자기장의 크기가 상기 전자석과 연결되는 컨트롤러에 의해 제어되도록 하고, 상기 자성 입자 집합체는 철, 니켈, 코발트와 같은 자성물질이 나노단위의 크기로 미립화된 자기 나노입자(magnetic nanoparticles)의 집합체인 것을 특징으로 한다.In such a fluid mixing method using a microchannel according to the present invention, the magnet body is used by an electromagnet to control the on-off operation of the magnetic field generated by the magnet body, the direction of the magnetic field, and the magnitude of the magnetic field by a controller connected to the electromagnet. In addition, the magnetic particle aggregate is characterized in that the magnetic material, such as iron, nickel, cobalt is a collection of magnetic nanoparticles (magnetic nanoparticles) atomized in the size of nano units.

본 발명에 의한 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템 및 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법에 의하면 시간의 경과에 따라 변동되는 자기력에 의해 운동하는 자성 입자에 의해 마이크로 채널 내부에 유입된 유체 재료가 혼합되어 유체 재 료의 혼합효율이 증대되는 효과를 가지게 된다. 또한, 자성 입자 집합체와 자석체를 구비하는 단순한 구성으로도 혼합효율을 증대시키는 효과를 가지게 된다.According to the microchannel fluid mixer system and the fluid mixing method using the microchannel according to the present invention, the fluid material introduced into the microchannel by the magnetic particles moving by the magnetic force that changes over time is mixed with the fluid material. It has the effect of increasing the mixing efficiency of. In addition, the simple structure including the magnetic particle assembly and the magnet body has the effect of increasing the mixing efficiency.

본 발명에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템 및 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법은 서로 다른 성질의 유체 재료가 마이크로 채널을 유동하면서 혼합되도록 하는 것으로, 도 1에서와 같이 마이크로 채널(20)의 내부에 유입되어 유체 재료와 물리적으로 상호작용하게 되는 자성 입자 집합체(magnetic particles)(60)와 자성 입자에 자기력을 부여하게 되는 자석체(40)가 구비되는 단순한 구성으로 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다. 또한, 자석체(40)에 의해 자성 입자에 부여되는 자기력의 벡터량이 시간의 경과에 따라 변동되어 자성 입자의 운동이 변동되면서 마이크로 채널 내부로 유입되는 유체 재료의 와류유동을 유도되도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다.The fluid mixing method using the microchannel type fluid mixer system and the microchannel according to the present invention allows fluid materials of different properties to be mixed while flowing through the microchannel, and flows into the microchannel 20 as shown in FIG. 1. It is characterized by a simple configuration consisting of a magnetic particle assembly (magnetic particles) 60 to be physically interact with the fluid material and a magnet body 40 to impart a magnetic force to the magnetic particles. In addition, the amount of the magnetic force applied to the magnetic particles by the magnet body 40 is changed over time so that the movement of the magnetic particles is changed to induce vortex flow of the fluid material flowing into the microchannel. It is done.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 8에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 본 발명에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템 및 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법의 혼합작용 및 효과를 설명하기 위한 수치해석은 보편적인 신뢰성이 입증되어 있는 상용코드와 일반적인 조건들을 기준으로 사용하였으므로 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 각 도면과 상세한 설명에서 일반적인 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템 및 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법으 로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8. On the other hand, the numerical analysis for explaining the mixing action and effect of the micro-channel fluid mixer system and the fluid mixing method using the micro-channel according to the present invention was used based on the commercial code and the general conditions that have proven universal reliability, Detailed description will be omitted. In the drawings and detailed description, illustrations and descriptions of constructions and operations easily understood by those skilled in the art from general microchannel type fluid mixer systems and fluid mixing methods using microchannels are briefly or omitted. In particular, in the drawings and detailed description of the drawings, detailed descriptions and illustrations of specific technical configurations and operations of elements not directly related to technical features of the present invention are omitted, and only the technical configurations related to the present invention are briefly shown or described. It was.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템의 개략도이며, 도 3의 (a)와 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템을 이루는 마이크로 채널의 내부 유로 상에 위치되는 자성 나노입자가 자기장의 방향 변동에 따른 운동방향 변동을 보여주기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템이 혈액검사에 적용된 것을 보여주기 위한 도면이며, 도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에서 자성 입자에 작용하는 자기력이 0인 상태에서의 유선분포를 보여주기 위한 도면이고, 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에서 자성 입자에 작용하는 자기력이 5인 상태에서의 유선분포를 보여주기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에서 전자석에 의해 발생되는 자기장에 의해 자성 나노입자에 작용하는 자기력의 크기가 2, 3, 5, 7 일 때의 시간별 유체 재료의 혼합지수를 보여주기 위한 그래프이고, 도 7은 본 발 명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에서 전자석에 의해 발생되는 자기장의 방향이 전환되는 주파수가 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7일 때의 시간별 유체 재료의 혼합지수를 보여주기 위한 그래프이며, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에서 자성 나노입자의 개수가 300, 600, 1200일 때의 서로 다른 성질의 두 유체 재료 간 혼합지수를 농도분포로 보여주기 위한 도면이다.1 is a schematic diagram of a microchannel fluid mixer system according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a microchannel fluid mixer system according to a preferred embodiment of the present invention, and FIGS. Magnetic nanoparticles located on the inner channel of the microchannel constituting the microchannel fluid mixer system according to a preferred embodiment of the present invention is a view for showing the movement direction change according to the direction change of the magnetic field, Figure 4 is FIG. 5A is a view showing that the microchannel fluid mixer system according to the preferred embodiment is applied to a blood test, and FIG. 5A shows zero magnetic force acting on magnetic particles in the microchannel fluid mixer system according to the preferred embodiment of the present invention. Figure 5 is a view showing the distribution in the streamline, Figure 5b is a mi according to a preferred embodiment of the present invention 6 is a view illustrating a mammary distribution in a state in which magnetic force acting on magnetic particles is 5 in a low channel type fluid mixer system, and FIG. 6 is generated by an electromagnet in a micro channel type fluid mixer system according to a preferred embodiment of the present invention. Figure 7 is a graph showing the mixing index of the fluid material over time when the magnitude of the magnetic force acting on the magnetic nanoparticles by the magnetic field is 2, 3, 5, 7, Figure 7 is a micro-channel according to a preferred embodiment of the present invention FIG. 8 is a graph showing the mixing index of the fluid material over time when the frequency at which the direction of the magnetic field generated by the electromagnet is changed in the type fluid mixer system is 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, or 0.7. FIG. Two different properties when the number of magnetic nanoparticles is 300, 600, 1200 in a microchannel fluid mixer system according to a preferred embodiment of It is a figure for showing the mixing index between fluid materials by concentration distribution.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템(100)은 마이크로 채널(20), 자석체(40), 자성 입자 집합체(60)로 이루어진다. Micro-channel fluid mixer system 100 according to a preferred embodiment of the present invention is composed of a micro channel 20, a magnet body 40, a magnetic particle assembly (60).

마이크로 채널(20)은 유동하는 유체 재료가 통과하게 되는 관체로서, 서로 다른 성질의 유체 재료가 유입되는 유입구(22)와 서로 다른 성질의 유체 재료가 혼합된 혼합 유체가 배출되는 유출구(24)가 양단부에 형성되고, 유입구(22)와 유출구(24) 사이에 유입구(22)를 통해 유입된 서로 다른 성질의 유체 재료가 유동하게 되는 내부유로(26)가 형성되게 된다.The microchannel 20 is a tube through which the flowing fluid material passes, and the inlet port 22 through which the fluid material of different properties flows and the outlet port 24 through which the mixed fluid in which the fluid material of different properties is mixed are discharged. It is formed at both ends, the inner flow path 26 is formed between the inlet port 22 and the outlet port 24 through which the fluid material of different properties flowing through the inlet port 22 flows.

여기서, 마이크로 채널(20)의 유입구(22)는 서로 다른 성질의 유체 재료가 분리되어 내부유로(26)로 유입될 수 있도록 분기관 형상으로 형성될 수도 있다.Here, the inlet 22 of the microchannel 20 may be formed in a branch pipe shape so that fluid materials having different properties may be separated and introduced into the internal flow path 26.

자석체(40)는 마이크로 채널(20)의 외측 둘레에 위치되어 마이크로 채널(20)의 내부유로(26)에 자기장(B)이 작용하도록 하는 것으로, 마이크로 채널(20)의 길 이방향을 따라 유입구(22)와 유출구(24) 사이에 설치된다.The magnet body 40 is positioned around the outer side of the microchannel 20 so that the magnetic field B acts on the internal channel 26 of the microchannel 20, along the length direction of the microchannel 20. It is installed between the inlet port 22 and the outlet port 24.

여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자석체(40)는 도 2에서와 같이 전자석(42)이 사용되는데, 전자석(42)은 컨트롤러(44)와 연결되어 자기장의 온오프동작, 자기장의 방향, 자기장의 크기가 제어되도록 한다.Here, the magnet body 40 according to the preferred embodiment of the present invention is used as an electromagnet 42 as shown in Figure 2, the electromagnet 42 is connected to the controller 44, the on-off operation of the magnetic field, the direction of the magnetic field This allows the magnitude of the magnetic field to be controlled.

이와 같이 자석체(40)를 이루는 전자석(42)이 발생시키는 자기장(B)은 컨트롤러(44)에 의해 시간의 경과에 따라 자기장의 벡터량 즉, 자기장의 방향과 크기가 변동되는데, 이에 따라 마이크로 채널(20)의 내부유로(26) 상에 위치되는 자성 입자 집합체(60)가 시간의 경과에 따라 운동 방향과 운동 속도를 변경시키면서 운동하게 되어 자성 입자 집합체(60)와 물리적으로 상호작용하게 되는 유체 재료의 와류유동이 유도되는 것이다. 이는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템(100)에서 자성 입자에 작용하는 자기력이 0인 상태에서의 유선분포를 보여주는 도 5a와, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에서 자성 입자에 작용하는 자기력이 5인 상태에서의 유선분포를 보여주는 도 5b에서 확인할 수 있다.As described above, the magnetic field B generated by the electromagnet 42 constituting the magnet body 40 is changed by the controller 44 with time as the vector amount of the magnetic field, that is, the direction and magnitude of the magnetic field, is changed. The magnetic particle assembly 60 located on the inner flow passage 26 of the 20 moves in a manner of changing the direction and speed of movement over time, thereby physically interacting with the magnetic particle assembly 60. Vortex flow of the material is induced. 5a shows a mammary distribution in a state in which the magnetic force acting on the magnetic particles is zero in the microchannel fluid mixer system 100 according to the preferred embodiment of the present invention, and the microchannel type according to the preferred embodiment of the present invention. It can be seen in FIG. 5B showing the mammary gland distribution with a magnetic force of 5 acting on the magnetic particles in the fluid mixer system.

자성 입자 집합체(60)는 마이크로 채널(20)의 내부유로(26)에 유입되어 자석체(40)의 자기장(B)을 통해 부여되는 자기력에 의해 마이크로 채널(20)의 내부유로(26) 상에서 운동하게 되는 것으로, 마이크로 채널(20)의 내부유로(26) 상에 유입되는 유체 재료와 물리적으로 상호작용하면서 유체 재료가 신속하게 와류유동으로 유도될 수 있도록 한다.The magnetic particle assembly 60 flows into the internal channel 26 of the micro channel 20 and is formed on the internal channel 26 of the micro channel 20 by a magnetic force applied through the magnetic field B of the magnet body 40. The movement allows the fluid material to be induced into the vortex flow quickly while physically interacting with the fluid material flowing on the inner flow path 26 of the microchannel 20.

이와 같은 자성 입자 집합체(60)는 마이크로 채널(20)의 내부유로(26)로 유입되는 유체 재료와 혼합되어 유체 재료와 함께 내부유로(26)를 통과하게 된다. 여기서, 자성 입자 집합체(60)는 유체 재료와 혼합된 상태에서 마이크로 채널(20)의 내부유로(26)로 유입될 수도 있고, 이와 달리 자성 입자 집합체(60)가 마이크로 채널(20)의 내부유로(26)에 미리 유입된 상태에서 유체 재료가 내부유로(26)로 유입되도록 할 수도 있다. 또한 자성 입자 집합체(60)는 마이크로 채널(20)의 유입구(22)를 통해 내부유로(26)로 유입될 수도 있고, 마이크로 채널(20)에 별도의 유입구가 더 구비되어 자성 입자 집합체(60)가 내부유로(26)로 유입되도록 할 수도 있다.The magnetic particle aggregate 60 is mixed with the fluid material flowing into the internal flow path 26 of the microchannel 20 to pass through the internal flow path 26 together with the fluid material. Here, the magnetic particle aggregate 60 may flow into the internal flow path 26 of the microchannel 20 in a state in which the magnetic particle aggregate 60 is mixed with the fluid material. Alternatively, the magnetic particle aggregate 60 may flow into the internal flow path of the microchannel 20. It is also possible to allow the fluid material to flow into the internal passage 26 in a state of pre-flowing into the (26). In addition, the magnetic particle assembly 60 may be introduced into the internal flow path 26 through the inlet 22 of the microchannel 20, and the magnetic particle assembly 60 may be further provided in the microchannel 20. May be introduced into the internal passage 26.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자성 입자 집합체(60)는 철, 니켈, 코발트와 같은 자성물질이 나노단위의 크기로 미립화된 자기 나노입자(magnetic nanoparticles)(64)의 집합체(60)가 사용된다.On the other hand, the magnetic particle assembly 60 according to a preferred embodiment of the present invention is a collection of magnetic nanoparticles (64) in which magnetic materials such as iron, nickel, and cobalt are atomized to a nano unit size Used.

여기서, 자성 입자 집합체(60)를 이루는 각각의 자성 나노입자(64)는 도 2에서와 같이 화학적으로 안정된 폴리머(polymer)(66) 소재로 코팅되어 마이크로 채널(20)로 유입되는 유체 재료와 화학적으로 반응하지 않고, 오직 물리적으로만 반응하도록 하여 유체 재료의 화학적 성질에 자성 입자 집합체(60)는 영향을 미치지 않게 된다.Here, each of the magnetic nanoparticles 64 constituting the magnetic particle assembly 60 is coated with a chemically stable polymer 66 material and chemically introduced into the microchannel 20 as shown in FIG. 2. The magnetic particle aggregate 60 does not affect the chemistry of the fluid material by reacting only physically.

이와 같은 구성된 본 발명의 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템(100)을 이용한 유체 혼합방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the fluid mixing method using the micro-channel fluid mixer system 100 of the present invention configured as described above in detail as follows.

상기와 같이 마이크로 채널(20)의 길이방향을 따라 마이크로 채널(20)의 외측 둘레에 자석체(40)로 사용되는 전자석(42)이 설치되어 자기장(B)이 작용하는 마이크로 채널(20)의 내부유로(26)로 서로 다른 성질의 유체재료와 자성 나노입자(64)로 이루어진 자성 나노입자 집합체(62)가 유입되면, 자성 나노입자 집합체(62)는 유체재료와 섞인 상태에서 내부유로(26)를 통과하게 된다. As described above, the electromagnet 42 used as the magnet body 40 is installed on the outer circumference of the microchannel 20 along the longitudinal direction of the microchannel 20, so that the magnetic field B acts on the microchannel 20. When the magnetic nanoparticle aggregate 62 composed of fluid materials and magnetic nanoparticles 64 having different properties flows into the inner passage 26, the magnetic nanoparticle aggregate 62 is mixed with the fluid material. Will pass).

자성 나노입자 집합체(62)를 이루는 각각의 자성 나노입자(64)는 내부유로(26)에 작용하는 자기장(B)에 의해 자기력을 받아 운동하게 되는데, 전자석(42)에 의해 발생되는 자기장의 벡터량, 즉 자기장의 방향과 세기를 시간의 경과에 따라 달리하게 되면 이에 대응하여 자성 나노입자(64)의 운동속도와 운동방향도 시간의 경과에 따라 달라지게 된다.Each of the magnetic nanoparticles 64 constituting the magnetic nanoparticle aggregate 62 is moved by the magnetic force by the magnetic field (B) acting on the internal flow path 26, the amount of vector of the magnetic field generated by the electromagnet 42 That is, if the direction and intensity of the magnetic field changes over time, the movement speed and the direction of movement of the magnetic nanoparticles 64 also change according to the passage of time.

여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체혼합기 시스템의 혼합방법에서 전자석(42)은 도 3의 (a)와 (b)에서와 같이 자기장(B)의 방향이 정해진 시간 간격으로 반대방향으로 전환되도록 하여 자성 나노입자(64)가 마이크로 채널(20)의 측방향으로 왕복운동하도록 유도하게 되는데, 이와 같이 왕복운동하게 되는 자성 나노입자 집합체(62)는 서로 다른 성질을 가진 유체 재료의 내부에 섞여 있음에 따라 유체 재료의 유동을 교란시키면서 서로 다른 성질의 유체 재료의 와류유동(vortex motion)을 유도하게 되는 것이다.Here, in the mixing method of the microchannel fluid mixer system according to the preferred embodiment of the present invention, the electromagnets 42 are reversed at predetermined time intervals in the direction of the magnetic field B as shown in (a) and (b) of FIG. 3. Direction of the magnetic nanoparticles 64 to reciprocate in the lateral direction of the microchannel 20. The magnetic nanoparticle aggregates 62 reciprocating in this way are formed of fluid materials having different properties. As it is mixed inside, it causes vortex motion of fluid materials of different properties while disturbing the flow of fluid materials.

이와 같이 서로 다른 성질의 유체 재료의 와류유동이 유도되면 서로 다른 성질의 유체 재료는 효과적으로 혼합되어 마이크로 채널(20)의 유출구(24)를 통해 혼합 유체로 배출되게 되는 것이다.In this way, when the vortex flow of the fluid materials of different properties is induced, the fluid materials of different properties are effectively mixed and discharged into the mixed fluid through the outlet 24 of the microchannel 20.

본 발명의 마이크로 채널형 유체혼합기 시스템의 혼합방법은 유체 재료와 섞이면서 유체 재료의 내부에 균일하게 분포하게 되는 나노단위의 각각의 자성 나노입자(64)의 운동에 의해 각각의 자성 나노입자(64)와 물리적으로 상호작용하게 되는 유체 재료의 수많은 국소부위가 교란됨으로써 전체 유체 재료의 유동이 와류로 유도되도록 하는 원리를 이용한 것임에 따라 유체 재료의 혼합효율이 증대되는 것이다. 즉, 본 발명의 마이크로 채널형 유체혼합기 시스템의 혼합방법을 사용하게 되면, 서로 다른 성질의 유체 재료가 마이크로 채널(20)의 유입구(22)로 유입되어 마이크로 채널(20)의 내부유로(26)를 유동하면서 와류유동으로 유도되는 거리 및 시간이 단축되어 마이크로 채널(20)의 길이를 줄일 수 있게 되고, 유체 재료의 혼합도 신속하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.In the mixing method of the microchannel fluid mixer system of the present invention, each magnetic nanoparticle 64 is moved by the movement of each magnetic nanoparticle 64 in nano units which are mixed with the fluid material and uniformly distributed inside the fluid material. The mixing efficiency of the fluid material is increased according to the principle that a large number of local parts of the fluid material which are physically interacted with are used to induce the flow of the entire fluid material into the vortex. That is, when using the mixing method of the microchannel fluid mixer system of the present invention, the fluid material of different properties is introduced into the inlet port 22 of the microchannel 20 to the internal flow path 26 of the microchannel 20 The distance and time induced by the vortex flow is shortened while the flow is reduced, so that the length of the microchannel 20 can be reduced, and the mixing of the fluid materials can be performed quickly.

여기서, 서로 다른 성질의 유체 재료가 마이크로 채널(20)의 유입구(22)로 유입되어 마이크로 채널(20)의 내부유로(26)를 유동하면서 와류 유동으로 유도되는 거리 및 시간은 자성 입자 집합체(60)를 이루는 각각의 자성 입자에 작용하는 자기력의 크기, 자기장의 방향이 전환되는 주파수, 자성 입자 집합체(60)를 이루는 자성 입자의 개수에 의해 조절되는데, 다양한 형상의 크기를 가진 마이크로 채널(20)과 물성이 다른 유체 재료에 대하여 유체 재료가 마이크로 채널(20)의 내부유로(26)로 유입되어 와류유동으로 유도되는 거리 및 시간이 최소화되도록 하는 자기력의 크기, 자기장의 방향이 전환되는 주파수, 자성 입자 집합체(60)를 이루는 자성 입자의 개수는 하나의 변수의 크기는 달리하고 나머지 다른 변수의 크기는 동일 하게 유지한 상태에서 유체 재료가 혼합되는 상태를 관찰하는 실험을 통해 결정된다.Here, the distance and time that fluid materials of different properties are introduced into the inlet 22 of the microchannel 20 and flow through the inner channel 26 of the microchannel 20 and are led to the vortex flow are the magnetic particle aggregates 60. It is controlled by the magnitude of the magnetic force acting on each magnetic particle forming a), the frequency of changing the direction of the magnetic field, the number of magnetic particles forming the magnetic particle assembly 60, the microchannel 20 having a variety of shapes The magnitude of magnetic force, the frequency at which the direction of the magnetic field is changed, and the magnetic force to minimize the distance and time for the fluid material to flow into the internal flow path 26 of the microchannel 20 to the vortex flow with respect to the fluid material having different physical properties. The number of magnetic particles constituting the particle aggregate 60 is different in the size of one variable and the size of the other variable is the same as the fluid material is kept It is determined by experimentation to observe the state of mixing.

도 6 내지 도 8은 이와 같이 실험적으로 결정되는 자기력의 크기, 자기장의 방향이 전환되는 주파수, 자성 입자 집합체(60)를 이루는 자성 입자의 개수의 예를 보여주기 위한 그래프들이다.6 to 8 are graphs for illustrating examples of the magnitude of the magnetic force, the frequency at which the direction of the magnetic field is changed, and the number of the magnetic particles forming the magnetic particle assembly 60 as determined experimentally.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템(100)에서 전자석(42)에 의해 발생되는 자기장에 의해 자성 나노입자(64)에 작용하는 자기력의 크기가 2, 3, 5, 7 일 때(자기장의 방향이 전환되는 주파수는 0.3, 자성 입자의 개수는 1200으로 고정됨)의 시간별 유체 재료의 혼합지수(mixing index: 혼합지수가 낮을수록 혼합효과가 뛰어남)를 보여주기 위한 그래프이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템(100)에서 전자석(42)에 의해 발생되는 자기장의 방향이 전환되는 주파수가 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7일 때(자기력의 크기는 5N, 자성 입자의 개수는 1200으로 고정됨)의 시간별 유체 재료의 혼합지수를 보여주기 위한 그래프이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템(100)에서 자성 나노입자(64)의 개수가 300, 600, 1200일 때(자기력의 크기는 5N, 자기장의 방향이 전환되는 주파수는 0.3으로 고정됨)의 서로 다른 성질의 두 유체 재료 간 혼합지수를 농도분포로 보여주기 위한 도면이다.6 shows the magnitudes of magnetic forces acting on the magnetic nanoparticles 64 by the magnetic field generated by the electromagnet 42 in the microchannel fluid mixer system 100 according to the preferred embodiment of the present invention. , Graph to show the mixing index of the fluid material (time lower the mixing index, the better the mixing effect) at 7, (frequency of magnetic field is changed to 0.3, the number of magnetic particles is fixed at 1200) 7 is a frequency in which the direction of the magnetic field generated by the electromagnet 42 in the microchannel fluid mixer system 100 according to the preferred embodiment of the present invention is 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7. Is a graph showing the mixing index of the fluid material over time when the magnitude of the magnetic force is 5N and the number of the magnetic particles is fixed at 1200, Figure 8 is a micro-channel fluid horn according to a preferred embodiment of the present invention When the number of magnetic nanoparticles 64 in the system 100 is 300, 600, or 1200 (the magnitude of the magnetic force is fixed at 5 N and the frequency at which the direction of the magnetic field is changed is fixed at 0.3) between two fluid materials having different properties. A diagram for showing the mixing index in the concentration distribution.

한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 마이크로 채널형 유체혼합기 시스 템(100)은 다양한 분야에 적용될 수 있는데, 도 4에서와 같이 각종 시약을 투여한 혈액을 진단용 키트로 분석하여 생체의 상태를 검출하는 의료분야에도 적용되어 사용될 수 있음은 물론이다.On the other hand, the micro-channel fluid mixer system 100 of the present invention configured as described above can be applied to various fields, as shown in Figure 4 by analyzing the blood to which various reagents are administered in a diagnostic kit to detect the state of the living body Of course, it can be applied to the medical field.

상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템 및 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.As described above, although the micro-channel fluid mixer system and the fluid mixing method using the micro channel according to the embodiment of the present invention are shown according to the above description and the drawings, this is merely an example and the technical spirit of the present invention. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the scope of the invention.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템의 개략도;1 is a schematic diagram of a microchannel type fluid mixer system according to the present invention;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템의 개략도;2 is a schematic representation of a micro channel type fluid mixer system in accordance with a preferred embodiment of the present invention;

도 3의 (a)와 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템을 이루는 마이크로 채널의 내부 유로 상에 위치되는 자성 나노입자가 자기장의 방향 변동에 따른 운동방향 변동을 보여주기 위한 도면;(A) and (b) of FIG. 3 show that the magnetic nanoparticles located on the inner flow path of the microchannel constituting the microchannel fluid mixer system according to the preferred embodiment of the present invention change the direction of movement according to the change in the direction of the magnetic field. Drawing to show;

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템이 혈액검사에 적용된 것을 보여주기 위한 도면;4 is a view showing that the microchannel fluid mixer system according to a preferred embodiment of the present invention is applied to a blood test;

도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에서 자성 입자에 작용하는 자기력이 0인 상태에서의 유선분포를 보여주기 위한 도면;5A is a view for showing the mammary gland distribution in a state in which the magnetic force acting on the magnetic particles is zero in a microchannel fluid mixer system according to a preferred embodiment of the present invention;

도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에서 자성 입자에 작용하는 자기력이 5인 상태에서의 유선분포를 보여주기 위한 도면;5B is a view for showing the mammary gland distribution in a state where the magnetic force acting on the magnetic particles is 5 in the microchannel fluid mixer system according to the preferred embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에서 전자석에 의해 발생되는 자기장에 의해 자성 나노입자에 작용하는 자기력의 크기가 2, 3, 5, 7 일 때의 시간별 유체 재료의 혼합지수를 보여주기 위한 그래프;FIG. 6 is a view of a fluid material over time when the magnitude of the magnetic force applied to the magnetic nanoparticles by the magnetic field generated by the electromagnet in the microchannel fluid mixer system according to the preferred embodiment of the present invention is 2, 3, 5, and 7 Graph to show mixing index;

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시 스템에서 전자석에 의해 발생되는 자기장의 방향이 전환되는 주파수가 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7일 때의 시간별 유체 재료의 혼합지수를 보여주기 위한 그래프;7 is a view of a fluid material over time when the frequency at which the direction of the magnetic field generated by the electromagnet is diverted in the microchannel fluid mixer system according to the preferred embodiment of the present invention is 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7. Graph to show mixing index;

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에서 자성 나노입자의 개수가 300, 600, 1200일 때의 서로 다른 성질의 두 유체 재료 간 혼합지수를 농도분포로 보여주기 위한 도면이다.FIG. 8 is a graph illustrating the mixing index between two fluid materials having different properties when the number of magnetic nanoparticles is 300, 600, and 1200 in a microchannel fluid mixer system according to a preferred embodiment of the present invention. to be.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

20 : 마이크로 채널 22 : 유입구20: micro channel 22: inlet

24 : 유출구 26 : 내부유로24: outlet 26: internal flow path

40 : 자석체 42 : 전자석40: magnet body 42: electromagnet

44 : 컨트롤러 60 : 자성 입자 집합체44: controller 60: magnetic particle aggregate

62 : 자성 나노입자 집합체 64 : 자성 나노입자62: magnetic nanoparticle aggregate 64: magnetic nanoparticle

66 : 폴리머 100 : 유체 혼합기 시스템66 polymer 100 fluid mixer system

Claims (8)

서로 다른 성질의 유체 재료가 마이크로 채널을 유동하면서 혼합되도록 하는 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템에 있어서,A microchannel fluid mixer system in which fluid materials of different natures are mixed while flowing in a microchannel, 서로 다른 성질의 유체 재료가 유입되는 유입구와 서로 다른 성질의 유체 재료가 혼합된 혼합 유체가 배출되는 유출구가 양단부에 형성되고, 상기 유입구와 유출구 사이에 상기 유입구를 통해 유입된 서로 다른 성질의 유체 재료가 유동하게 되는 내부유로가 형성된 마이크로 채널과;Inlets for injecting fluid materials of different properties and outlets for discharging the mixed fluid mixed with fluid materials of different properties are formed at both ends, and fluid materials of different properties introduced through the inlets between the inlets and the outlets. A micro channel having an internal flow path through which flows; 상기 마이크로 채널의 길이방향을 따라 상기 유입구와 유출구 사이에 설치되고, 상기 마이크로 채널의 둘레에 위치되어 상기 마이크로 채널의 내부유로에 자기장이 작용하도록 하는 자석체 및;A magnet body disposed between the inlet and the outlet along the longitudinal direction of the microchannel and positioned around the microchannel to allow a magnetic field to act on an internal flow path of the microchannel; 상기 마이크로 채널의 내부유로에 유입되고, 상기 자석체의 자기장을 통해 부여되는 자기력에 의해 상기 마이크로 채널의 내부유로 상에서 운동하게 되는 자성 입자 집합체(magnetic particles)를 포함하여,Including magnetic particles that flow into the inner channel of the micro channel, and moves on the inner channel of the micro channel by a magnetic force applied through the magnetic field of the magnet body, 상기 자석체는 자기장이 시간의 경과에 따라 변동되도록 하여 상기 자성 입자 집합체의 운동 방향 및 운동 속도가 시간에 따라 달라지도록 하고, 상기 마이크로 채널의 내부유로로 유입된 서로 다른 성질의 유체 재료는 상기 자성 입자 집합체와의 상호작용에 의해 와류 유동(vortex motion)하게 되면서 서로 혼합되는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템.The magnet body causes the magnetic field to fluctuate over time so that the direction of motion and speed of movement of the magnetic particle aggregate vary with time, and fluid materials of different properties introduced into the internal flow path of the microchannel are magnetic. A micro-channel fluid mixer system, characterized in that they are mixed with one another in vortex motion by interaction with particle aggregates. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자석체는 전자석이 사용되어 상기 자석체가 발생시키는 자기장의 온오프동작, 자기장의 방향, 자기장의 크기가 상기 전자석과 연결되는 컨트롤러에 의해 제어되도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템.The magnet body is a micro-channel fluid mixer system characterized in that the electromagnet is used so that the on-off operation of the magnetic field, the direction of the magnetic field, the size of the magnetic field is controlled by a controller connected to the electromagnet. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 자성 입자 집합체는 철, 니켈, 코발트와 같은 자성물질이 나노단위의 크기로 미립화된 자기 나노입자(magnetic nanoparticles)의 집합체인 것을 특징으로 하는 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템.The magnetic particle aggregate is a micro-channel fluid mixer system, characterized in that the magnetic material, such as iron, nickel, cobalt is a collection of magnetic nanoparticles (particle nanoparticles) in the size of nano units. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 자성 입자 집합체를 이루는 각각의 자성 나노입자는 화학적으로 안정되어 상기 마이크로 채널로 유입되는 유체 재료와 화학적으로 반응하지 않는 폴리머(polymer) 소재로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널형 유체 혼합기 시스템.And each magnetic nanoparticle constituting the magnetic particle aggregate is coated with a polymer material that is chemically stable and does not chemically react with the fluid material entering the microchannel. 서로 다른 성질의 유체 재료가 마이크로 채널을 유동하면서 혼합되도록 하는 방법에 있어서,A method of allowing fluid materials of different nature to mix while flowing through a microchannel, 상기 마이크로 채널의 길이방향을 따라 상기 마이크로 채널의 둘레에 자석체가 설치되어 상기 마이크로 채널의 내부유로에 자기장이 작용하도록 하고,A magnet body is installed around the micro channel along the length direction of the micro channel so that a magnetic field acts on the internal channel of the micro channel. 상기 마이크로 채널의 내부유로로 자성 입자 집합체(magnetic particles)를 유입시켜 상기 자성 입자 집합체가 상기 자석체의 자기장을 통해 부여되는 자기력에 의해 상기 마이크로 채널의 내부유로 상에서 운동하도록 하여,Magnetic particles are introduced into the inner channel of the micro channel so that the magnetic particles are moved on the inner channel of the micro channel by a magnetic force applied through a magnetic field of the magnet body. 상기 마이크로 채널의 내부유로로 유입되는 서로 다른 성질의 유체 재료가 시간의 경과에 따라 자기장을 변동시키는 자석체에 의해 운동 방향 및 운동 속도가 시간에 따라 달라지는 상기 자성 입자 집합체와의 상호작용에 의해 와류 유동(vortex motion)하게 되면서 서로 혼합되는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법.Fluid materials of different properties flowing into the inner channel of the microchannel are vortexed by interaction with the magnetic particle aggregates whose direction of motion and speed of motion vary with time by a magnet body that changes a magnetic field over time. A fluid mixing method using microchannels, characterized in that they are mixed with each other while flowing (vortex motion). 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 자석체는 자기장의 방향이 정해진 시간 간격으로 반대방향으로 전환되도록 하여 상기 자성 입자 집합체의 측방향 왕복운동이 유도되도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법.The magnet body is a fluid mixing method using a micro-channel characterized in that the direction of the magnetic field is switched in the opposite direction at a predetermined time interval to induce lateral reciprocating motion of the magnetic particle assembly. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 서로 다른 성질의 유체 재료가 상기 마이크로 채널의 유입구로 유입되어 상기 마이크로 채널의 내부유로를 유동하면서 와류 유동으로 유도되는 거리 및 시간은 상기 자성 입자 집합체를 이루는 각각의 자성 입자에 작용하는 자기력의 크기, 상기 자기장의 방향이 전환되는 주파수, 상기 자성 입자 집합체를 이루는 자성 입자의 개수에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합 방법.The distance and time at which fluid materials of different properties are introduced into the inlet of the microchannel and flow through the inner channel of the microchannel to lead to vortex flow are the magnitude of the magnetic force acting on each magnetic particle constituting the magnetic particle aggregate, The method of mixing a fluid using a micro-channel, characterized in that the magnetic field is adjusted by the frequency of the change, the number of magnetic particles forming the magnetic particle aggregate. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 7, 상기 자석체는 전자석이 사용되어 상기 자석체가 발생시키는 자기장의 온오프동작, 자기장의 방향, 자기장의 크기가 상기 전자석과 연결되는 컨트롤러에 의해 제어되도록 하고,The magnet body is an electromagnet is used so that the on-off operation of the magnetic field generated by the magnet body, the direction of the magnetic field, the size of the magnetic field is controlled by a controller connected to the electromagnet, 상기 자성 입자 집합체는 철, 니켈, 코발트와 같은 자성물질이 나노단위의 크기로 미립화된 자기 나노입자(magnetic nanoparticles)의 집합체인 것을 특징으로 하는 마이크로 채널을 이용한 유체 혼합방법.The magnetic particle assembly is a fluid mixing method using a micro-channel, characterized in that the magnetic material such as iron, nickel, cobalt is a collection of magnetic nanoparticles (magnetic nanoparticles) atomized in the size of nano units.
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