WO2024128408A1 - 3차원 액적 제어 장치 및 방법 - Google Patents

3차원 액적 제어 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2024128408A1
WO2024128408A1 PCT/KR2023/002390 KR2023002390W WO2024128408A1 WO 2024128408 A1 WO2024128408 A1 WO 2024128408A1 KR 2023002390 W KR2023002390 W KR 2023002390W WO 2024128408 A1 WO2024128408 A1 WO 2024128408A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
droplet
electrode
chamber
unit
control device
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/002390
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
홍지우
김태영
Original Assignee
숭실대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 숭실대학교산학협력단 filed Critical 숭실대학교산학협력단
Publication of WO2024128408A1 publication Critical patent/WO2024128408A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers

Definitions

  • the present invention relates to a three-dimensional droplet control device and method, and more specifically, to a three-dimensional droplet control device that forms chambers with various shapes using a 3D printer and manipulates droplets in three dimensions.
  • Droplet control device using direct charging and electrophoresis includes an oil layer that transports droplets and minimizes gravity and friction during transport of the droplets, and A filling layer located at the bottom of the oil layer to prevent friction when transporting liquid droplets, and a plurality of layers that penetrate the filling layer and are disposed at the same height as the filling layer, and arranged perpendicularly to the bottom of the filling layer.
  • a liquid droplet driving unit consisting of two electrodes and a water tank-shaped housing capable of containing the oil layer and the filling layer is disclosed.
  • the droplets do not pass through the bottom surface, preventing the problem of contaminating the system due to droplet residues remaining, and the three-dimensional structure has a higher degree of integration compared to the two-dimensional structure, the droplets move vertically and horizontally, and the 3D printer There is a need for a device that forms a chamber and forms a droplet control device of various shapes.
  • the purpose of the present invention to solve the above problems is to build a three-dimensional system to move droplets vertically and horizontally.
  • the purpose of the present invention is to form chambers of various shapes by manufacturing chambers using a 3D printer.
  • the purpose of the present invention is to shorten the manufacturing time and manufacture chambers and frames of complex shapes by manufacturing chambers and frames using a 3D printer.
  • the purpose of the present invention is to apply electrodes in various fields by arranging them in various shapes according to the shape of the chamber.
  • the configuration of the present invention for achieving the above object includes a chamber formed in an open top shape; A plurality of electrode units are introduced into the chamber and control the movement of the liquid droplets; A dielectric medium inserted into the chamber and minimizing gravity and friction when the liquid droplet moves; an electrical signal control unit connected to the electrode unit and controlling an electrical signal of the electrode unit; and a power supply unit connected to the electrode unit and the control unit and applying power to the electrode unit according to the control of the control unit, wherein the chamber is formed with a 3D printer and has various shapes, and the control unit controls the electrode unit. It is characterized by controlling the movement of the droplet in three dimensions by controlling the part.
  • the chamber may be formed by stacking with a 3D printer.
  • the electrode unit includes a frame formed in an open top shape; A pin socket coupled to the inside of the frame and having a plurality of electrodes; It may include a filler that is coupled to the upper part of the pin socket, hardens on the upper part of the pin socket, and prevents leakage of fluid.
  • a hydrophobic material may be coated on the surface of the electrode unit.
  • the distance between one electrode and the other electrode among the plurality of electrodes forming the pin socket may be formed to be longer than the diameter of the droplet.
  • the chamber may have one electrode portion located on the lower surface of the chamber and the other electrode portion may be located on the side of the chamber.
  • the chamber may have one electrode portion located on the lower surface of the chamber and the other electrode portion may be introduced into the upper surface of the chamber.
  • the chamber may further include a holder for mounting the electrode portion inserted into the upper surface of the chamber.
  • the holder can be moved up and down to adjust the distance between one electrode part and another electrode part.
  • the droplet may move upward from one electrode unit to another electrode unit.
  • the droplet can move horizontally and vertically in the electrode unit.
  • one droplet and another droplet may be transferred and merged within the chamber.
  • the electrical signal control unit includes a relay having a switch and controlling the operation of electricity with the switch;
  • a relay having a switch and controlling the operation of electricity with the switch;
  • a data acquisition board that is connected to the relay and the chicken and operates the relay according to data transmitted from the PC.
  • the power supply unit includes a waveform generator connected to the electrode unit and applying a voltage to the electrode unit; It may include a high voltage amplifier that is connected to the waveform generator and amplifies the voltage generated by the waveform generator.
  • a 3D droplet control method using a 3D droplet control device includes filling the chamber with the dielectric medium; injecting the droplet into the chamber; the power supply unit applying power to the electrode unit according to the electrical signal control unit; and controlling the movement of the droplet by the electrical signal control unit controlling the electrode unit.
  • the droplet may move due to the attractive and repulsive forces of one electrode to which the voltage of the electrode unit is applied and the other electrode in a grounded state.
  • a method for generating an electrode unit includes producing the frame with a 3D printer; Inserting the pin socket into the frame; curing the filler by inserting it between a plurality of electrodes located in the pin socket; and coating the surface of the electrode unit with a hydrophobic material.
  • a plurality of electrodes located in the pin socket may be formed to be spaced apart in a grid pattern.
  • the effect of the present invention according to the above configuration has the advantage of moving the droplet vertically and horizontally by building a three-dimensional system.
  • the effect of the present invention has the advantage of forming chambers of various shapes by manufacturing the chamber using a 3D printer.
  • the effect of the present invention has the advantage of shortening the manufacturing time and manufacturing chambers and frames of complex shapes by manufacturing chambers and frames using a 3D printer.
  • the effect of the present invention has the advantage of preventing surface contamination by minimizing surface contact of droplets.
  • the effect of the present invention is that the electrode parts are manufactured in an assembleable form, so that when a problem occurs in the electrode parts, the electrode parts can be easily crossed.
  • the effect of the present invention is that it can be applied in various fields by arranging electrodes in various shapes according to the shape of the chamber.
  • Figure 1 is a perspective view of a first chamber and a second chamber of a three-dimensional droplet control device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a production diagram of the electrode part of the three-dimensional droplet control device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a control method diagram of a three-dimensional droplet control device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a demonstration diagram of droplet transport and synthesis in the first chamber of the three-dimensional droplet control device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a demonstration diagram of droplet transport and synthesis in the second chamber of the three-dimensional droplet control device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a conceptual diagram of mixing through reciprocating motion according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a demonstration diagram of mixing through horizontal reciprocating movement of synthetic droplets on a horizontal electrode according to an embodiment of the invention.
  • Figure 8 is a graph of mixing efficiency through reciprocating motion of synthetic droplets on horizontal and vertical electrodes according to an embodiment of the invention.
  • the most preferred embodiment according to the present invention is a three-dimensional droplet control device for controlling the movement of droplets, comprising: a chamber formed with an open top; A plurality of electrode units are introduced into the chamber and control the movement of the liquid droplets; A dielectric medium inserted into the chamber and minimizing gravity and friction when the liquid droplet moves; an electrical signal control unit connected to the electrode unit and controlling an electrical signal of the electrode unit; and a power supply unit connected to the electrode unit and the control unit and applying power to the electrode unit according to the control of the control unit, wherein the electrical signal control unit controls the electrode unit to control the movement of the droplet in three dimensions. It is characterized by:
  • Figure 1 is a perspective view of the first chamber 100a and the second chamber 100b of the three-dimensional droplet 500 control device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a three-dimensional droplet 500 control device according to an embodiment of the present invention.
  • (500) This is a production diagram of the electrode unit 200 of the control device
  • Figure 3 is a control method diagram of the three-dimensional droplet 500 control device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is an embodiment of the present invention.
  • It is a demonstration diagram of the transfer and synthesis of droplets 500 in the first chamber 100a of the three-dimensional droplet 500 control device according to the present invention
  • Figure 5 is a second diagram of the three-dimensional droplet 500 control device according to an embodiment of the present invention. This is a demonstration diagram of transport and synthesis of the droplet 500 in the chamber 100b.
  • Figure 6 is a conceptual diagram of mixing through vertical and horizontal reciprocating movements of the droplet 500 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 7 shows the synthetic droplet 503 on the horizontal electrode unit 200 according to an embodiment of the invention.
  • This is a demonstration diagram of mixing through horizontal reciprocating motion
  • Figure 8 is a demonstration diagram of mixing through vertical reciprocating motion of the synthetic droplet 503 in the second chamber (100b) according to an embodiment of the invention.
  • the three-dimensional droplet 500 control device includes a chamber 100 formed with an open top, a plurality of electrode units 200 inserted into the chamber 100, and controlling the movement of the droplet 500. ), a dielectric medium inserted inside the chamber 100 and minimizing gravity and friction when the droplet 500 moves, an electrical signal control unit connected to the electrode unit 200 and controlling the electrical signal of the electrode unit 200 and a power supply unit connected to the electrode unit 200 and the control unit and applying power to the electrode unit 200 according to the control of the control unit.
  • the chamber 100 can be formed into a desired shape using a 3D printer and is formed in an ' ⁇ ' shape, one electrode portion 200 is located on the lower surface of the chamber 100, and the other electrode portion is located on the lower surface of the chamber 100.
  • the part 200 is formed in a ' ⁇ ' shape with the first chamber 100a located on the side of the chamber 100, one electrode part 200 is located on the lower surface of the chamber 100, and the other electrode part 200 is located on the side of the chamber 100.
  • the unit 200 may be provided with a second chamber 100b inserted into the upper surface of the chamber 100.
  • the chamber 100 By forming the chamber 100 using a 3D printer, it is possible to build a 3D system capable of horizontal and vertical movement beyond the existing 2D system capable of only horizontal movement. It has a 3D structure, so it has a higher degree of integration compared to the 2D system, and 3D Because it is manufactured using a printer, the manufacturing time is shortened and it can be easy to manufacture complex shapes.
  • the first chamber (100a) is formed in an ' ⁇ ' shape by having a lower surface that is formed in a plate shape and a side surface that is formed in a plate shape by extending from the side edge of the lower surface, and the lower surface of the first chamber (100a)
  • the first electrode unit 201 is inserted into the first electrode groove and formed into a groove shape
  • the second electrode unit 202 is inserted into the side of the first chamber 100a and formed into a groove shape.
  • An electrode groove can be formed.
  • the first chamber 100a may be provided with a plurality of transparent plates 110 formed in an upward direction from the edge of the lower surface of the chamber 100, and the plurality of transparent plates 110 are of the first chamber 100a. Can be combined with front, back and side.
  • the dielectric medium may not leak to the outside of the first chamber 100a, and is made of transparent acrylic material.
  • the movement of the droplet 500 can be observed with the naked eye.
  • the second chamber 100b is formed in a ' ⁇ ' shape by having a lower surface formed in a plate shape and both sides extending upward from the edges of both sides of the lower surface to form a plate shape, and the second chamber 100b ), the first electrode unit 201 is inserted into the lower surface of the chamber, forming a first electrode groove formed in a groove shape, and the second electrode unit 202 can be inserted into the upper surface of the second chamber 100b.
  • the first electrode unit 201 and the second electrode unit 202 may be arranged in parallel, and in another embodiment, the first electrode unit 201 and the second electrode unit 202 may be asymmetric, moving away from or approaching each other. It can be placed in a structure.
  • the second chamber 100b may be provided with a holder 121 for holding the second electrode 202 when the second electrode 202 is inserted into the upper surface of the second chamber 100b. (121) can be moved in the upper and lower directions of the holder 121, so that the distance between the first electrode unit 201 and the second electrode unit 202 can be adjusted.
  • the first chamber 100a may be provided with a plurality of transparent plates 110 formed in an upward direction from the edge of the lower surface of the chamber 100, and the plurality of transparent plates 110 are of the first chamber 100a. Can be combined with front and rear.
  • the dielectric medium may not leak to the outside of the first chamber 100a, and is made of transparent acrylic material.
  • the movement of the droplet 500 can be observed with the naked eye.
  • the chamber 100 is formed in a ' ⁇ ' shape by having a lower surface formed in a plate shape and both sides extending upward from the edges of both sides of the lower surface to form a plate shape, and the chamber ( Electrode units 200 may be provided on each of the lower and both sides of 100, so that a total of three electrode units 200 may be provided.
  • the chamber 100 has a lower surface formed in a plate shape, and both sides extending upward from the edges of both sides of the lower surface to form a plate shape, and extending inward from the edges of both sides. It is formed in a ' ⁇ '-shaped tunnel shape with a plate shape, and electrode units 200 are provided on the upper and lower surfaces and both sides of the chamber 100, respectively, so that a total of four electrode units 200 can be provided.
  • the dielectric medium can be formed as an electrical insulator that can cause polarization when an electric, electronic, and magnetic field is applied.
  • the material of the dielectric medium may be formed of one or more materials selected from silicone oil, Manitol (0.3 M), CaCl2 (0.1mM), MgSO4 (0.1mM), HEPES (0.5mM), and BSA (0.01%). .
  • the electrode unit 200 includes a frame 210 formed in an open top shape, a pin socket 220 coupled to the inside of the frame 210 and provided with a plurality of electrodes 221, It is coupled to the upper part of the pin socket 220 and hardened on the upper part of the pin socket 220, and may include a filler 230 that prevents fluid leakage.
  • the electrode unit 200 may include a first electrode unit 201 inserted into the first electrode groove of the chamber 100 and a second electrode unit 202 inserted into the second electrode groove of the chamber 100. there is.
  • the electrode unit 200 may receive power from the power supply unit and provide negative and positive voltages to the plurality of electrodes 221 located in the pin socket 220.
  • the frame 210 can be formed into a desired shape using a 3D printer, and may be provided with a pin socket groove formed in a groove shape in the inner direction from the edge of the frame 210, and a pin socket (220) in the pin socket groove. ) can be inserted.
  • the pin socket 220 is formed of a plurality of electrodes 221, and the plurality of electrodes 221 can be formed to be spaced apart in a grid pattern.
  • One power source can be connected to one electrode 221, and the pin socket 221
  • the distance between one electrode 221 and the other electrode 221 among the plurality of electrodes forming may be formed to be longer than the diameter of the droplet 500.
  • the diameter of the droplet 500 may be formed as 1/2a. Because of this, when the diameter of the droplet 500 is larger than the distance between the electrodes 221, the droplet 500 can be prevented from being electrolyzed.
  • the filler 230 can be inserted into the upper surface of the pin socket 220, and the material of the filler 230 is PDMS (Polydimenthylsiloxane) and a polymer organosilicon compound. It may be formed of one or more materials selected from (polymeric organosilicon compounds).
  • the filler 230 After inserting the filler 230 into the upper surface of the pin socket 220, the filler 230 can be hardened by placing it in an oven, thereby preventing leakage of the medium fluid. After curing the filler 230, a hydrophobic material can be coated on the surface of the electrode unit 200 to prevent the pinning phenomenon, which is a phenomenon in which the liquid droplet 500 sticks to the surface.
  • the electrode unit 200 is manufactured in an assembleable form so that the electrode unit 200 can be easily crossed when a problem occurs in the electrode unit 200.
  • the droplet 500 has the same polarity as the contacting electrode 221 and can move to the electrode 221 of opposite polarity. Using this, the droplet 500 can be transported to a desired location by arbitrarily adjusting the voltage signal.
  • the power supply unit is connected to the electrode unit 200, a waveform generator 320 that applies a waveform voltage to the electrode unit 200, and a waveform generator 320. It may include a high voltage amplifier 340 that amplifies the voltage generated from.
  • the high voltage amplifier 340 can amplify the voltage from the waveform generator 320 by 100 times, and the amplified voltage can be applied to the electrode 221 connected to the operating relay.
  • One power source may be applied to one electrode 221 of the electrode unit 200, and different power sources may be applied to each of the plurality of electrodes 221, so that the electrical signal controller controls the waveform of the electrode 221 to form a droplet. Movement can be controlled.
  • the electrical signal control unit includes a switch, a relay that controls the operation of electricity with the switch, an chicken 310 that generates data according to a programmed code, and is connected to the relay and chicken 310, and is connected to the PC (A data acquisition board 330 that operates a relay according to the data transmitted from 310) may be provided.
  • the electric signal control unit uses electrophoresis to move the droplet 500 by the attractive and repulsive forces formed from the voltage-applied electrode 221 and the grounded electrode 221, or applies force according to an uneven electric field arrangement. It can be controlled by receiving dielectrophoresis.
  • the electrode unit 200 can move the droplet 500 toward the electrode 221 by the force of dielectricphoresis (DEP) caused by electric field distribution, and when the droplet 500 contacts the electrode 221 with positive voltage.
  • Droplet 500 may be charged with positive ions.
  • the ground electrode 221 When the ground electrode 221 is positioned around the liquid droplet 500 charged with positive ions, the liquid droplet 500 moves toward the ground electrode 221 due to the repulsive force of the positively charged electrode 221 and the attractive force of the ground electrode 221. You can move.
  • the positive ions of the droplet 500 charged with positive ions are discharged, and the surface of the droplet 500 may be provided with negative ions.
  • the droplet 500 containing negative ions moves toward the positive voltage electrode 221, and this process is repeated to move the droplet 500. At this time, if there is no change in potential at the electrode 221, the droplet 500 may vibrate between the two neighboring electrodes 221.
  • the material of the droplet 500 may be formed of aqueous droplet 500, which is deionized water, and when moving vertically by the electric signal controller, the droplet 500 does not pass through the bottom surface, leaving a residue of the droplet 500 remaining in the system. Contamination can be prevented, surface contamination can be prevented by minimizing surface contact of the droplet 500, and the droplet 500 can be transported in three dimensions, resulting in a higher degree of integration compared to a two-dimensional system.
  • the size of the droplet 500 in the example of moving and merging the droplet 500 implemented in FIGS. 4 and 5 may be 1 mm, and the distance between one electrode 221 and the other electrode 221 may be 2 mm. However, the distance between the droplet 500 and one electrode 221 and the other electrode 221 is not limited to this.
  • the electrical signal control unit controls the voltage of the electrode 221 by controlling the relay of the electrode 221 formed in the pin socket 220 in the first chamber 100a and controls the voltage in the power supply unit. With approval, the droplet 500 can be moved upward from the horizontal wall of the first chamber 100a to the vertical wall.
  • one electrode 221 located in the first electrode unit 201 in the horizontal direction of the first chamber 100a is charged with a positive voltage to form a surface of the droplet 500.
  • the droplet 500 can be moved to another electrode 221, and through this process, the droplet 500 is moved upward from the first electrode unit 201 of the first chamber 100a to the second electrode unit 202. I can do it
  • the electrical signal control unit controls the voltage of the electrode 221 by controlling the relay of the electrode 221 formed in the pin socket 220 in the first chamber 100a and controls the voltage in the power supply unit. With approval, the movement of the droplet 500 can be controlled on the second electrode unit 202 located on the vertical wall of the first chamber 100a.
  • one electrode 221 When the droplet 500 moves toward the electrode 221, one electrode 221 is charged with a positive voltage to charge the surface of the droplet 500 with positive ions, and the other electrode horizontally adjacent to the one electrode 221 ( When a negative voltage is applied to 221, the droplet 500 is moved to the other electrode 221 and the droplet 500 is moved in a horizontal direction on the second electrode unit 202 located on the vertical wall of the first chamber 100a. You can move.
  • the droplet 500 when a positive voltage is charged to one electrode 221 to charge the surface of the droplet 500 with positive ions, and a negative voltage is applied to the other electrode 221 vertically adjacent to one electrode 221, the droplet 500 ) can be moved to another electrode 221 to move the droplet 500 in a vertical direction on the second electrode unit 202.
  • the movement of the droplet 500 can be controlled by moving the droplet 500 in horizontal and vertical directions on the second electrode unit 202 located on the vertical wall of the first chamber 100a.
  • the electrical signal control unit controls the voltage of the electrode 221 by controlling the relay of the electrode 221 formed in the pin socket 220 in the first chamber 100a and the first chamber (100a)
  • the droplet 500 can be moved in the horizontal direction on the vertical wall of 100a).
  • the droplet 500 moves toward the electrode 221, one electrode 221 is charged with a positive voltage to charge the surface of the droplet 500 with positive ions, and the other electrode horizontally adjacent to the one electrode 221 ( When a negative voltage is applied to 221), the droplet 500 can be moved to the other electrode 221, and by repeating this process, the droplet 500 can be moved in a horizontal direction on the second electrode unit 202. .
  • the electrical signal control unit controls the voltage of the electrode 221 by controlling the relay of the electrode 221 formed in the pin socket 220 in the first chamber 100a and the first chamber (100a)
  • the droplet 500 can be moved in the vertical direction on the vertical wall of 100a).
  • the droplet 500 moves toward the electrode 221, one electrode 221 is charged with a positive voltage to charge the surface of the droplet 500 with positive ions, and another electrode ( When a negative voltage is applied to 221), the droplet 500 can be moved to the other electrode 221, and by repeating this process, the droplet 500 can be moved in a vertical direction on the second electrode unit 202. .
  • the electrical signal control unit controls the relay of the electrode 221 formed in the pin socket 220 in the first chamber 100a to control the voltage of the electrode 221 and the first chamber (100a)
  • the movement of the first droplet 501 and the second droplet 502 on the vertical wall of 100a) can be controlled to make contact and form a synthetic droplet 503 that generates a pH reaction.
  • one electrode (221) adjacent to the first and second droplets (501, 502) is charged with a positive voltage to cover the surface of the droplet (500).
  • the droplet 500 can be moved to the other electrode 221.
  • the moving directions of the first droplet 501 and the second droplet 502 may be reversed, and as a result, the first droplet 501 and the second droplet 502 may contact each other on the second electrode unit 202 to The first droplet 501 and the second droplet 502 may merge to form a synthetic droplet 503 that generates a pH reaction.
  • the synthetic droplet 503 can be moved to the other electrode 221. This process can be repeated to transfer the synthetic droplet 503 in a vertical direction on the second electrode unit 202. At this time, if there is no change in potential at the electrode 221, the droplet 500 vibrates between the two neighboring electrodes 221, and the synthetic droplet 503 may be mixed.
  • the voltage of the electrode 221 is controlled by controlling the relay of the electrode 221 formed in the pin socket 220 in the first chamber 100a, and the vertical wall of the first chamber 100a is controlled.
  • the movement of the first droplet 501 and the second droplet 502 on the surface can be controlled to bring them into contact and form a synthetic droplet 503 that generates a Pb reaction.
  • one electrode (221) adjacent to the first and second droplets (501, 502) is charged with a positive voltage to cover the surface of the droplet (500).
  • the droplet 500 can be moved to the other electrode 221.
  • the moving directions of the first droplet 501 and the second droplet 502 may be formed in the opposite direction, and as a result, the first droplet 501 and the second droplet 502 come into contact with each other and generate the first liquid droplet 502 on the second electrode unit 202.
  • the first droplet 501 and the second droplet 502 may merge to form a synthetic droplet 503 that generates a Pb reaction.
  • the synthetic droplet 503 can be moved to the other electrode 221. This process can be repeated to transfer the synthetic droplet 503 in a vertical direction on the second electrode unit 202. At this time, if there is no change in potential at the electrode 221, the droplet 500 vibrates between the two neighboring electrodes 221, and the synthetic droplet 503 may be mixed.
  • the electrical signal control unit controls the voltage of the electrode 221 by controlling the relay of the electrode 221 formed in the pin socket 220 in the second chamber 100b, and controls the voltage in the power supply unit. With approval, the vertical and horizontal movement of the droplet 500 can be controlled between the first electrode unit 201 and the second electrode unit 202 of the second chamber 100b.
  • one electrode 221 When the droplet 500 moves toward the electrode 221, one electrode 221 is charged with a positive voltage to charge the surface of the droplet 500 with positive ions, and the other electrode horizontally adjacent to the one electrode 221 ( When a negative voltage is applied to 221, the droplet 500 is moved to the other electrode 221 and the droplet 500 is horizontally placed on the first electrode unit 201 or the second electrode unit 202 of the second chamber 100b. Can move in one direction.
  • one electrode 221 located in the first electrode unit 201 is charged with a positive voltage to charge the surface of the droplet 500 with positive ions
  • one electrode 221 located in the second electrode unit 200 is charged with a positive voltage.
  • a negative voltage is applied to the other electrode 221 vertically adjacent to the It can be moved in a vertical direction.
  • the surface of the droplet 500 is charged with positive ions by charging one electrode 221 located in the second electrode unit 202 with positive voltage, and one electrode 221 located in the first electrode unit 201 is charged with positive voltage.
  • a negative voltage is applied to another vertically adjacent electrode 221
  • the droplet 500 moves to the other electrode 221 and moves the droplet 500 from the second electrode unit 202 to the first electrode unit 201. It can be moved in a vertical direction.
  • the movement of the droplet 500 can be controlled by moving the droplet 500 in horizontal and vertical directions on the first electrode unit 201 and the second electrode unit 202 of the second chamber 100b. You can.
  • the electrical signal control unit controls the voltage of the electrode 221 by controlling the relay of the electrode 221 formed in the pin socket 220 in the second chamber 100b and controls the voltage in the power supply unit.
  • the movement of the first liquid droplet 501 and the second liquid droplet 502 between the first electrode unit 201 and the second electrode unit 202 of the second chamber 100b is controlled to make contact and a pH reaction is generated. It is possible to form synthetic droplets 503.
  • first and second droplets (501, 502) move toward the electrode 221
  • one electrode (221) adjacent to the first and second droplets (501, 502) is charged with a positive voltage to cover the surface of the droplet (500).
  • the droplet 500 can be moved to the other electrode 221, and the first droplet 501 and the second droplet 500 can be moved to the other electrode 221.
  • the moving direction of the second droplet 502 may be reversed, which allows the droplet 500 to move in a horizontal direction on the first electrode unit 201 or the second electrode unit 202 of the second chamber 100b. This can cause the first droplet 501 and the second droplet 502 to come into contact, so that the first droplet 501 and the second droplet 502 merge, forming a synthetic droplet 503 that generates a pH reaction. You can.
  • the first and second droplets 501 and 502 charge the surface of the droplet 500 with positive ions by charging one electrode 221 located at the first electrode unit 201 with positive voltage, and charge the surface of the droplet 500 with positive ions.
  • a negative voltage is applied to the other electrode 221 vertically adjacent to one electrode 221 located at (200)
  • the droplet 500 is moved to the other electrode 221 and the droplet 500 is placed on the first electrode unit. It can be moved in a vertical direction from (201) to the second electrode unit (202). At this time, if there is no change in potential at the electrode 221, the droplet 500 vibrates between the two neighboring electrodes 221, and the synthetic droplet 503 may be mixed.
  • the electrical signal control unit controls the voltage of the electrode 221 by controlling the relay of the electrode 221 formed in the pin socket 220 in the second chamber 100b and controls the voltage in the power supply unit.
  • the movement of the first liquid droplet 501 and the second liquid droplet 502 between the first electrode unit 201 and the second electrode unit 202 of the second chamber 100b is controlled to contact them and a Pb reaction is generated. It is possible to form synthetic droplets 503.
  • first and second droplets (501, 502) move toward the electrode 221
  • one electrode (221) adjacent to the first and second droplets (501, 502) is charged with a positive voltage to cover the surface of the droplet (500).
  • the droplet 500 can be moved to the other electrode 221, and the first droplet 501 and the second droplet 500 can be moved to the other electrode 221.
  • the moving direction of the second droplet 502 may be reversed, which allows the droplet 500 to move in a horizontal direction on the first electrode unit 201 or the second electrode unit 202 of the second chamber 100b. This can cause the first droplet 501 and the second droplet 502 to come into contact, so that the first droplet 501 and the second droplet 502 merge, forming a synthetic droplet 503 that generates a pH reaction. You can.
  • the first and second droplets 501 and 502 charge the surface of the droplet 500 with positive ions by charging one electrode 221 located at the first electrode unit 201 with positive voltage, and charge the surface of the droplet 500 with positive ions.
  • a negative voltage is applied to the other electrode 221 vertically adjacent to one electrode 221 located at (200)
  • the droplet 500 is moved to the other electrode 221 and the droplet 500 is placed on the first electrode unit. It can be moved in a vertical direction from (201) to the second electrode unit (202). At this time, if there is no change in potential at the electrode 221, the droplet 500 vibrates between the two neighboring electrodes 221, and the synthetic droplet 503 may be mixed.
  • Figure 6 shows a mixing process in chemical substances due to vibration, in which the first droplet 501 and the second droplet 502 can be merged through electrical interaction, and the first droplet 501 and the second droplet 502
  • the synthetic droplet 503 formed by merging is formed by vibrating the synthetic droplet 503 in the horizontal or vertical direction through a horizontal reciprocating motion between the two neighboring electrodes 221, if there is no change in the potential of the electrode 221, thereby forming the synthetic liquid droplet 503. (503) Inside, the first droplet 501 and the second droplet 502 may be mixed to form a mixed synthetic droplet 503.
  • a first droplet 501 with a fixed volume of 0.2 ⁇ 0.05 ⁇ L and a diameter of 0.72 ⁇ 0.06 mm and a PHP indicator solution solution: fresh water:
  • the electrical signal control unit controls the voltage of the electrode 221 by controlling the relay of the electrode 221 formed in the horizontally formed pin socket 220 and receives the voltage from the power supply unit to generate the droplet 500.
  • the horizontal movement of can be controlled.
  • One droplet (501) containing a base is brought into contact with one negatively charged electrode (221) in a horizontally formed pin socket (220), so that one droplet (501) becomes negatively charged, and the other electrode horizontally adjacent to one electrode By filling positive charge in 221, the first droplet 501 can be moved in an adjacent direction in the horizontal direction.
  • the second droplet 502 which is a PHP indicator, is brought into contact with the positively charged electrode 221 in the horizontally formed pin socket 220, thereby charging the second droplet 502 with positive charge and sending a ground signal to the adjacent electrode 221.
  • the second droplet 502 can be moved in the horizontal direction.
  • the first droplet 501 and the second droplet 502 may be electrically merged through electrostatic interaction, and the charged synthetic droplet 503 may be horizontally aligned between one electrode 221 and the other electrode 221. You can go back and forth.
  • the synthetic droplet 503 between the anode electrode 221 and the ground electrode 221 performs a horizontal reciprocating motion between the anode electrode 221 and the ground electrode 221, and the synthetic droplet 503 performs a horizontal reciprocating motion.
  • the basic first droplet 501 and the second droplet 502, which is a PHP indicator are mixed inside the synthetic droplet 503 by vibration due to horizontal reciprocating motion, and the color inside the synthetic droplet 503 changes over time. It may change accordingly.
  • one droplet 500 and the other droplet 500 vibrate in the horizontal direction inside the chamber without external stimulation through a horizontal reciprocating motion between the two adjacent electrodes 221 in the horizontal direction. So it can be mixed easily.
  • the electrical signal control unit controls the relay of the electrode 221 formed in the pin socket 220 in the second chamber 100b to control the voltage of the electrode 221 and receives the voltage from the power supply unit to control the relay of the electrode 221 formed in the pin socket 220.
  • the vertical and horizontal movement of the droplet 500 can be controlled between the first electrode unit 201 and the second electrode unit 202.
  • first and second droplets (501, 502) move toward the electrode 221
  • one electrode (221) adjacent to the first and second droplets (501, 502) is charged with a positive voltage to cover the surface of the droplet (500).
  • the droplet 500 can be moved to the other electrode 221, and the first droplet 501 and the second droplet 500 can be moved to the other electrode 221.
  • the moving direction of the second droplet 502 may be reversed, which allows the droplet 500 to move in a horizontal direction on the first electrode unit 201 or the second electrode unit 202 of the second chamber 100b.
  • the first droplet 501 and the second droplet 502 may come into contact by electrical attraction, and the first droplet 501 and the second droplet 502 may merge to form a synthetic droplet 503. .
  • the synthetic droplet 503 between the anode electrode 221 and the ground electrode 221 performs a vertical reciprocating motion between the anode electrode 221 and the ground electrode 221, and the synthetic droplet 503 performs a vertical reciprocating motion. While the basic first droplet 501 and the PHP indicator second droplet 502 are mixed inside the synthetic droplet 503 by vibration due to vertical reciprocating motion, the color inside the synthetic droplet 503 changes over time. It may change accordingly.
  • the mixing index at 7.2 seconds is 0.95.
  • the synthetic droplet 503 which is a merge of the first droplet 501 and the second droplet 502 flows along the horizontal flow for about 7.2 seconds, and the two adjacent electrodes in the horizontal direction ( 221) Through horizontal reciprocating motion, mixing can be easily done by vibrating in the horizontal direction inside the chamber without external stimulation.
  • the electrical signal control unit controls the voltage of the electrode 221 by controlling the relay of the electrode 221 formed in the pin socket 220 in the second chamber 100b and receives the voltage from the power supply unit to
  • the vertical movement of the droplet 500 can be controlled between the first electrode unit 201 and the second electrode unit 202 of the second chamber 100b.
  • the first and second droplets 501 and 502 charge the surface of the droplet 500 with positive ions by filling one electrode 221 located in the first electrode unit 201 with a positive voltage, and charge the surface of the droplet 500 with positive ions, and the second electrode unit (
  • a negative voltage is applied to the other electrode 221 vertically adjacent to one electrode 221 located at 200, the droplet 500 is moved to the other electrode 221 and the droplet 500 is transferred to the first electrode unit ( It can be moved in a vertical direction from 201) to the second electrode unit 202.
  • the droplet 500 may perform a reciprocating vibration movement between the two neighboring electrodes 221 by electric force, and the synthetic droplet 503 may be mixed.
  • the synthetic droplet 503 between the anode electrode 221 and the ground electrode 221 performs a vertical reciprocating motion between the anode electrode 221 and the ground electrode 221, and the synthetic droplet 503 performs a vertical reciprocating motion. While the basic first droplet 501 and the PHP indicator second droplet 502 are mixed inside the synthetic droplet 503 by vibration due to vertical reciprocating motion, the color inside the synthetic droplet 503 changes over time. It may change accordingly.
  • the mixing index at 2.4 seconds is 0.95
  • the synthetic droplet 503, which is a merge of the first droplet 501 and the second droplet 502 is mixed with the two electrodes 221 adjacent to each other in the vertical direction. ) can be easily mixed by vibrating vertically within the chamber without external stimulation through vertical reciprocating motion.
  • the method of controlling the 3D droplet 500 using a 3D droplet 500 control device may first include filling the chamber 100 with a dielectric medium, which is step (a).
  • step (a) the step of injecting a liquid droplet into the chamber in step (b) may be performed, and in step (b), the liquid droplet 500 is introduced into the dielectric medium and the liquid droplet 500 is formed in the electrode portion ( 500) Gravity and friction can be minimized when moving on the surface.
  • step (c) of the power supply unit applying power to the electrode unit 200 according to the electrical signal control unit may be performed, and step (c) may be performed by applying power to one electrode 221.
  • the high voltage amplifier 340 can amplify the voltage from the waveform generator 320 by 100 times, and the amplified voltage can be applied to the electrode 221 connected to the operating relay.
  • step (d) in which the electric signal control unit controls the electrode unit 200 to control the movement of the droplet 500, may be performed, and step (d) is performed in the chamber 100.
  • the droplet 500 can move vertically and horizontally by applying the waveform of the relay of the electrode 221 located on the first electrode unit 201 and the second electrode unit 202 within the first chamber ( In the case of 100a), the droplet 500 may move upward from the first electrode unit 201 to the second electrode unit 202. Because of this, the droplet 500 can move in three dimensions within the droplet 500 control device.
  • the method for producing the electrode unit 200 may include step (a) of producing a frame with a 3D printer. After step (a) is performed, step (b) of inserting a pin socket into the frame may be performed, and step (b) may be performed by inserting a pin socket into the pin socket groove formed in the inner direction from the edge of the frame 210. 220) can be inserted.
  • step (c) may be performed by inserting the filler between a plurality of electrodes located in the pin socket 220 and curing it, and in step (c), the filler is introduced between the plurality of electrodes.
  • the filler can be filled up to the upper edge of the frame 210, and the filler can be hardened in an oven, etc., thereby preventing leakage of the medium fluid.
  • step (d) of coating a hydrophobic solution on the surface of the electrode unit 200 may be performed, and the hydrophobic material in step (d) may be preferably selected as a Teflon solution.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 예는 3D프린터로 다양한 형상을 구비하는 챔버를 형성하여 액적을 3차원으로 조작하는 3차원 액적 제어 장치 및 방법를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 액적 제어 장치 및 방법은 상부가 개방된 형상으로 형성되는 챔버; 상기 챔버에 복수개 인입되고, 상기 액적의 이동을 제어하는 전극부; 상기 챔버 내부에 삽입되고, 상기 액적의 이동 시 중력 및 마찰을 최소화하는 유전매질; 상기 전극부와 연결되며, 상기 전극부의 전기 신호를 제어하는 전기 신호 제어부; 및 상기 전극부 및 상기 제어부와 연결되며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 전극부에 전원을 인가하는 전원부;를 포함한다. <대표도> 도 1

Description

3차원 액적 제어 장치 및 방법
본 발명은 3차원 액적 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 3D프린터로 다양한 형상을 구비하는 챔버를 형성하여 액적을 3차원으로 조작하는 3차원 액적 제어 장치에 관한 것이다.
최근 생명 공학, 디스플레이 및 분석 화학 공학 등에서 전기영동 및 유전영동을 이용하여 샘플 등을 작은 액적 상태로 개별 구동하는 기술이 개발되었다. 그러나 이러한 액적 제어 기술은 액적이 바닥 표면을 경유하여 소수성 표면 처리가 필수적이며, 액적 잔여물이 남아 시스템을 오염하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제 10-1431961호 (발명의 명칭: 직접 충전 및 전기영동을 이용한 액적 제어 장치)에는 액적의 이송이 일어나며, 액적의 이송시에 중력 및 마찰을 최소화 할 수 있도록 하는 오일층과, 상기 오일층의 하부에 위치하며, 액적의 이송시 마찰을 방지할 수 있도록 하는 충진층과, 상기 충진층을 관통하여 충진층의 높이와 동일하게 배치되며, 충진층의 바닥면에 수직으로 배열된 복수개의 전극과, 상기 오일층과 충진층을 담을 수 있는 수조형태의 하우징으로 구성되는 액적 구동부;가 개시되어 있다.
이러한 장치는 액적을 직접 충전 및 전기영동 방법을 활용하여 표면오염이 최소화되는 액적 구동 원리를 형성하였지만 2차원 형태로 형성되어 액적이 수직 또는 수평으로 밖에 이동할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 액적이 바닥 표면을 경유하지 않아 액적 잔여물이 남아 시스템을 오염하는 문제점을 방지하고, 3차원 구조를 구비하여 2차원 구조에 비해 집적도가 높으며 액적이 수직 및 수평으로 이동하고, 3D 프린터를 이용하여 챔버를 형성하여 다양한 형상의 액적 제어 장치를 형성하는 장치가 필요하다.
<선행기술문헌>
대한민국 등록특허 제 10-1431961호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 3차원 시스템을 구축하여 액적을 수직 및 수평으로 이동시키는 것이다.
또한 본 발명의 목적은, 3D 프린터를 이용하여 챔버를 제작하여 다양한 형상의 챔버를 형성하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은, 3D 프린터를 이용하여 챔버 및 프레임을 제작하여 제작 시간을 단축하고 복잡한 형태의 챔버 및 프레임을 제작하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은, 액적의 표면 접촉을 최소화하여 표면 오염을 방지하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은, 전극부를 조립 가능한 형태로 제작하여 전극부에 문제가 발생할 시 용이하게 전극부를 교차하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은, 챔버의 형상에 따라 다양한 형태로 전극을 배열하여 다양한 분야에서 응용하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 상부가 개방된 형상으로 형성되는 챔버; 상기 챔버에 복수개 인입되고, 상기 액적의 이동을 제어하는 전극부; 상기 챔버 내부에 삽입되고, 상기 액적의 이동 시 중력 및 마찰을 최소화하는 유전매질; 상기 전극부와 연결되며, 상기 전극부의 전기 신호를 제어하는 전기 신호 제어부; 및 상기 전극부 및 상기 제어부와 연결되며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 전극부에 전원을 인가하는 전원부;를 포함하고, 상기 챔버가 3D 프린터로 형성되어 다양한 형상을 구비하고, 상기 제어부가 상기 전극부를 제어하여 상기 액적의 이동을 3차원으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 챔버는, 3D 프린터로 적층 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전극부는, 상부가 개방된 형상으로 형성되는 프레임; 상기 프레임 내부와 결합하고, 복수개의 전극을 구비하는 핀소켓; 상기 핀소켓 상부와 결합하고 상기 핀소켓 상부에서 경화되며, 유체의 누출을 방지하는 충전재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전극부는, 상기 전극부 표면에 소수성 물질을 코팅할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 핀소켓을 형성하는 복수 개의 전극 중 하나의 전극과 다른 전극 사이의 거리가 액적의 지름보다 길게 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 챔버는, 하나의 전극부가 상기 챔버의 하부면에 위치하며 다른 전극부가 상기 챔버의 측면에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 챔버는, 하나의 전극부가 상기 챔버의 하부면에 위치하고 다른 전극부가 상기 챔버의 상부면으로 인입될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 챔버는, 상기 챔버 상부면에 인입되는 전극부를 거치하기 위한 거치대;를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 거치대는 상하부로 이동하여 하나의 전극부와 다른 전극부 사이의 거리를 조절할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 액적은, 하나의 전극부에서 다른 전극부로 상승 이동할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 액적은, 상기 전극부에서 수평 및 수직 이동할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 하나의 액적과 다른 액적은, 상기 챔버 내에서 이송 및 병합될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전기 신호 제어부는, 스위치를 구비하며, 전기의 구동을 스위치로 제어하는 릴레이; 프로그래밍된 코드에 따라, 데이터를 생성하는 아두이노; 상기 릴레이 및 상기 아두이노와 연결되며, 상기 아두이노에서 전달된 데이터에 따라 상기 릴레이를 작동하는 데이터획득보드;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전원부는, 상기 전극부와 연결되며, 상기 전극부에 전압을 인가하는 파형발생기; 상기 파형발생기와 연결되며, 상기 파형발생기로부터 생성된 전압을 증폭하는 고전압증폭기;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 3차원 액적 제어 장치를 이용한 3차원 액적 제어 방법은, 상기 챔버에 상기 유전매질을 채우는 단계; 상기 챔버에 상기 액적을 주입하는 단계; 상기 전원부가 상기 전기 신호 제어부에 따라 상기 전극부에 전원을 인가하는 단계; 및 상기 전기 신호 제어부가 상기 전극부를 제어하여 상기 액적의 이동을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 액적은 상기 전극부의 전압이 인가된 하나의 전극과 접지된 상태의 다른 전극의 인력 및 반발력으로 운동할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서 전극부 생성 방법은, 상기 프레임을 3D 프린터로 생산하는 단계; 상기 프레임에 상기 핀소켓을 삽입하는 단계; 상기 핀소켓에 위치하는 복수개의 전극 사이로 상기 충전재를 인입하여 경화하는 단계; 및 상기 전극부 표면에 소수성 물질을 코팅하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서 상기 핀소켓에 위치하는 복수개의 전극은 격자무늬로 이격되어 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 3차원 시스템을 구축하여 액적을 수직 및 수평으로 이동시키는 장점이 있다.
또한 본 발명의 효과는, 3D 프린터를 이용하여 챔버를 제작하여 다양한 형상의 챔버를 형성하는 장점이 있다.
또한 본 발명의 효과는, 3D 프린터를 이용하여 챔버 및 프레임을 제작하여 제작 시간을 단축하고 복잡한 형태의 챔버 및 프레임을 제작하는 장점이 있다.
또한 본 발명의 효과는, 액적의 표면 접촉을 최소화하여 표면 오염을 방지하는 장점이 있다.
또한 본 발명의 효과는, 전극부를 조립 가능한 형태로 제작하여 전극부에 문제가 발생할 시 용이하게 전극부를 교차하는 장점이 있다.
또한 본 발명의 효과는, 챔버의 형상에 따라 다양한 형태로 전극을 배열하여 다양한 분야에서 응용할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 액적 제어 장치의 제1챔버 및 제2챔버의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 액적 제어 장치의 전극부 생산도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 액적 제어 장치의 제어 방법도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 액적 제어 장치의 제1챔버의 액적 이송 및 합성 시연도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 액적 제어 장치의 제2챔버의 액적 이송 및 합성 시연도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 왕복운동을 통한 혼합 개념도이다.
도 7은 발명의 일 실시 예에 따른 수평 전극부상에서 합성액적의 수평 왕복 운동을 통한 혼합 시연도이다.
도8은 발명의 일 실시 예에 따른 수평, 수직 전극부상에서 합성액적의 왕복 운동을 통한 혼합 효율 그래프이다.
본 발명에 따른 가장 바람직한 일 실시예는, 액적의 이동을 제어하는 3차원 액적 제어 장치에 있어서, 상부가 개방된 형상으로 형성되는 챔버; 상기 챔버에 복수개 인입되고, 상기 액적의 이동을 제어하는 전극부; 상기 챔버 내부에 삽입되고, 상기 액적의 이동 시 중력 및 마찰을 최소화하는 유전매질; 상기 전극부와 연결되며, 상기 전극부의 전기 신호를 제어하는 전기 신호 제어부; 및 상기 전극부 및 상기 제어부와 연결되며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 전극부에 전원을 인가하는 전원부;를 포함하고, 상기 전기 신호 제어부가 상기 전극부를 제어하여 상기 액적의 이동을 3차원으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 액적(500) 제어 장치의 제1챔버(100a) 및 제2챔버(100b)의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 3차원 액적(500) 제어 장치의 전극부(200) 생산도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 액적(500) 제어 장치의 제어 방법도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 액적(500) 제어 장치의 제1챔버(100a)의 액적(500) 이송 및 합성 시연도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 액적(500) 제어 장치의 제2챔버(100b)의 액적(500) 이송 및 합성 시연도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액적(500)의 수직 및 수평 왕복운동을 통한 혼합 개념도이고, 도 7은 발명의 일 실시 예에 따른 수평 전극부(200)상에서 합성액적(503)이 수평 왕복 운동을 통한 혼합 시연도이며, 도8은 발명의 일 실시 예에 따른 제2챔버(100b)에서 합성액적(503)의 수직 왕복 운동을 통한 혼합 시연도이다.
도1에서 보는 바와 같이 3차원 액적(500) 제어 장치는 상부가 개방된 형상으로 형성되는 챔버(100), 챔버(100)에 복수개 인입되고, 액적(500)의 이동을 제어하는 전극부(200), 챔버(100) 내부에 삽입되고, 액적(500)의 이동 시 중력 및 마찰을 최소화하는 유전매질, 전극부(200)와 연결되며, 전극부(200)의 전기 신호를 제어하는 전기 신호 제어부 및 전극부(200) 및 제어부와 연결되며, 제어부의 제어에 따라 전극부(200)에 전원을 인가하는 전원부를 포함할 수 있다.
여기서 챔버(100)는, 3D 프린터를 이용하여 원하는 형상으로 형성할 수 있고, 'ㄴ'자 형상으로 형성되고, 하나의 전극부(200)가 챔버(100)의 하부면에 위치하며, 다른 전극부(200)가 챔버(100)의 측면에 위치하는 제1챔버(100a) 및 'ㄷ'자 형상으로 형성되고, 하나의 전극부(200)가 챔버(100)의 하부면에 위치하고, 다른 전극부(200)가 챔버(100)의 상부면으로 인입되는 제2챔버(100b)를 구비할 수 있다.
챔버(100)를 3D프린터를 이용하여 형성하여, 기존 수평 이동만 가능한 2D 시스템을 넘어 수평 및 수직이동이 가능한 3D 시스템 구축할 수 있고, 3D 구조를 가지고 있어, 2D 시스템에 비해 집적도가 높으며, 3D printer를 이용하여 제작하기 때문에 제작 시간이 단축되고 복잡한 형태의 제작에 용이할 수 있다.
제1챔버(100a)는 판형상으로 형성되는 하부면과 하부면의 측면 모서리로부터 연장되어 판형상으로 형성되는 측면을 구비하여 'ㄴ'자 형상으로 형성되고, 제1챔버(100a)의 하부면에 제1전극부(201)가 삽입되고 홈 형상으로 형성되는 제1전극홈을 형성하고, 제1챔버(100a)의 측면에 제2전극부(202)의 삽입되고 홈 형상으로 형성되는 제2전극홈을 형성할 수 있다.
제1챔버(100a)는 챔버(100)의 하부면의 모서리로부터 상부방향으로 형성되는 복수개의 투명판(110)을 구비할 수 있고, 복수개의 투명판(110)은 제1챔버(100a)의 정면, 후면 및 측면과 결합할 수 있다.
투명판(110)이 제1챔버(100a)와 결합하여 제1챔버(100a) 내부에 유전매질을 삽입할 시 유전매질이 제1챔버(100a) 외부로 새지 않을 수 있고, 투명한 아크릴 재질로 형성되어 액적(500)의 이동을 육안으로 관찰할 수 있다.
제2챔버(100b)는 판형상으로 형성되는 하부면과, 하부면의 양측면 모서리로부터 상부방향으로 연장되어 판형상으로 형성되는 양측면을 구비하여 'ㄷ'자 형상으로 형성되고, 제2챔버(100b)의 하부면에 제1전극부(201)가 삽입되고 홈 형상으로 형성되는 제1전극홈을 형성하고, 제2챔버(100b)의 상부면에 제2전극부(202)를 삽입할 수 있다. 이때 제1전극부(201)와 제2전극부(202)는 평행하게 배치될 수 있고, 다른 실시예로 제1전극부(201)와 제2전극부(202)는 서로 멀어지거나 가까워지는 비대칭 구조로 배치될 수 있다.
제2챔버(100b)는 제2전극부(202)를 제2챔버(100b)의 상부면에 인입할 시 제2전극부(202)를 거치하기 위한 거치대(121)를 구비할 수 있고, 거치대(121)는 거치대(121)의 상하부 방향으로 이동할 수 있어 제1전극부(201)와 제2전극부(202) 사이 거리를 조절할 수 있다.
제1챔버(100a)는 챔버(100)의 하부면의 모서리로부터 상부방향으로 형성되는 복수개의 투명판(110)을 구비할 수 있고, 복수개의 투명판(110)은 제1챔버(100a)의 정면 및 후면과 결합할 수 있다.
투명판(110)이 제1챔버(100a)와 결합하여 제1챔버(100a) 내부에 유전매질을 삽입할 시 유전매질이 제1챔버(100a) 외부로 새지 않을 수 있고, 투명한 아크릴 재질로 형성되어 액적(500)의 이동을 육안으로 관찰할 수 있다.
다른 실시예로 챔버(100)는, 판형상으로 형성되는 하부면과, 하부면의 양측면 모서리로부터 상부방향으로 연장되어 판형상으로 형성되는 양측면을 구비하여 'ㄷ'자 형상으로 형성되고, 챔버(100)의 하부면 및 양측면에 각각 전극부(200)를 구비하여 총 3개의 전극부(200)를 구비할 수 있다.
다른 실시예로 챔버(100)는, 판형상으로 형성되는 하부면과, 하부면의 양측면 모서리로부터 상부방향으로 연장되어 판형상으로 형성되는 양측면을 구비하고, 양측면의 모서리로부터 내부 방향으로 연장되어 형성되는 판형상을 구비하여 'ㅁ'자의 터널형상으로 형성되고, 챔버(100)의 상하부면 및 양측면에 각각 전극부(200)를 구비하여 총 4개의 전극부(200)를 구비할 수 있다.
유전매질은 전기 전자 자기장을 걸어 주었을 때 분극이 일어날 수 있는 전기 부도체로 형성될 수 있고, 이로 인해 전기장 내에 놓인 유전 물질은 내부의 전하가 도체처럼 흐르지 않고 조금씩 이동하여 유전 분극을 일으킬 수 있다. 이때 유전매질의 재질은 실리콘오일 및 Manitol(0.3 M), CaCl2(0.1 mM), MgSO4(0.1 mM), HEPES(0.5 mM), BSA(0.01%) 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
도2에서 보는 바와 같이 전극부(200)는, 상부가 개방된 형상으로 형성되는 프레임(210), 프레임(210) 내부와 결합하고, 복수개의 전극(221)을 구비하는 핀소켓(220), 핀소켓(220) 상부와 결합하고 핀소켓(220) 상부에서 경화되며, 유체의 누출을 방지하는 충전재(230)를 포함할 수 있다.
전극부(200)는, 챔버(100)의 제1전극홈에 삽입되는 제1전극부(201) 및 챔버(100)의 제2전극홈에 삽입되는 제2전극부(202)를 구비할 수 있다. 전극부(200)는 전원부로부터 전원을 공급받아 핀소켓(220)에 위치하는 복수개의 전극(221)에 음전압 및 양전압을 구비할 수 있다.
프레임(210)은 3D 프린터를 이용하여 원하는 형상으로 형성할 수 있고, 프레임(210)의 모서리로부터 내부 방향으로 홈형상으로 형성되는 핀소켓홈을 구비할 수 있고, 핀소켓홈에 핀소켓(220)이 삽입될 수 있다.
핀소켓(220)은 복수개의 전극(221)으로 형성되며, 복수개의 전극(221)은 격자무늬로 이격되어 형성될 수 있으며, 하나의 전극(221)에는 하나의 전원이 연결될 수 있고, 핀소켓을 형성하는 복수 개의 전극 중 하나의 전극(221)과 다른 전극(221) 사이의 거리는 액적(500)의 지름보다 길게 형성될 수 있다.
바람직하게 하나의 전극(221)과 다른 전극(221) 사이의 거리를 a라 칭할 시 액적(500)의 지름은 1/2a로 형성될 수 있다. 이로 인해, 액적(500)의 지름이 전극(221) 사이의 거리보다 클시 액적(500)이 전기분해가 되는 것을 방지할 수 있다.
프레임(210)에 핀소켓(220)을 삽입한 후, 핀소켓(220)의 상부면에 충전재(230)를 삽입할 수 있고, 충전재(230)의 재질은 PDMS(Polydimenthylsiloxane) 및 고분자 유기규소 화합물(polymeric organosilicon compounds) 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
충전재(230)를 핀소켓(220)의 상부면에 삽입한 후 오븐에 넣어 충전재(230)를 경화시킬 수 있고, 이로 인해 매질 유체의 누출을 방지할 수 있다. 충전재(230)를 경화시킨 후 전극부(200) 표면에 소수성 물질을 코팅하여 액적(500)이 표면에 달라붙은 현상인 피닝(Pinning) 현상을 방지할 수 있다. 전극부(200)는 조립 가능한 형태로 제작하여 전극부(200)에 문제가 발생할 시 용이하게 전극부(200)를 교차할 수 있다.
액적(500)은 접촉한 전극(221)과 같은 극성을 띄고, 반대 극성의 전극(221)으로 이동할 수 있다. 이를 이용하여 전압 신호를 임의적으로 조절함으로써 액적(500)을 원하는 곳으로 이송할 수 있다.
도3에서 보는 바와 같이 전원부는, 전극부(200)와 연결되며, 전극부(200)에 파형의 전압을 인가하는 파형발생기(320), 파형발생기(320)와 연결되며, 파형발생기(320)로부터 생성된 전압을 증폭하는 고전압증폭기(340)를 포함할 수 있다. 고전압증폭기(340)는 파형발생기(320)에서 나온 전압을 100배 증폭할 수 있고, 증폭된 전압이 작동하는 릴레이와 연결된 전극(221)으로 전압이 인가될 수 있다.
전극부(200)의 하나의 전극(221)에는 하나의 전원이 인가될 수 있고, 복수개의 전극(221)에는 각각 다른 전원이 인가되어 전기 신호 제어부가 전극(221)의 파형을 제어하여 액적의 이동을 제어할 수 있다.
전기 신호 제어부는, 스위치를 구비하며, 전기의 구동을 스위치로 제어하는 릴레이, 프로그래밍된 코드에 따라, 데이터를 생성하는 아두이노(310), 릴레이 및 아두이노(310)와 연결되며, 아두이노(310)에서 전달된 데이터에 따라 릴레이를 작동하는 데이터획득보드(330)를 구비할 수 있다.
아두이노(310)는 액적(500)의 이동을 제어하는 코드를 프로그래밍할 수 있고, 아두이노(310)가 생산한 코드를 데이터획득보드(330)에 전달하면 데이터획득보드(330)가 아두이노(310)가 프로그래밍한 데이터에 따라 릴레이를 작동할 수 있다.
전기 신호 제어부는, 액적(500)을 전압이 인가된 전극(221)과 접지된 상태의 전극(221)으로부터 형성되는 인력 및 반발력으로 운동하는 전기영동(Electrophoresis) 또는 불균일한 전기장 배열에 따라 힘을 받는 유전영동(Dielectrophoresis)으로 제어할 수 있다.
자세하게 전극부(200)는 전기장 분포에 의한 DEP(dielectricphoresis)의 힘으로 액적(500)을 전극(221)쪽으로 이동시킬 수 있고, 액적(500)이 양전압을 띄는 전극(221)에 접촉할 시 액적(500)이 양이온으로 충전될 수 있다.
양이온으로 충전된 액적(500) 주위에 접지 전극(221)이 위치할 시 양전압을 띄는 전극(221)의 반발력과 접지 전극(221)의 인력에 의하여 액적(500)이 접지 전극(221)쪽으로 이동할 수 있다.
접지된 전극(221)과 액적(500)이 접촉할 시, 양이온으로 충전된 액적(500)의 양이온이 방전되며 액적(500)의 표면이 음이온을 구비할 수 있다. 음이온을 구비한 액적(500)은 양전압을 띄는 전극(221)을 향해 이동하게 되고, 이러한 과정이 반복되어 액적(500)이 이동될 수 있다. 이때 전극(221)에 전위의 변화가 없다면 이웃한 두 전극(221) 사이에서 액적(500)이 진동 운동을 할 수 있다.
액적(500)의 재질은 탈이온수인 수성액적(500)으로 형성될 수 있고, 전기 신호 제어부에 의해 수직 이동 시, 액적(500)이 바닥 표면을 경유하지 않아 액적(500) 잔여물이 남아 시스템을 오염하는 것을 방지할 수 있고, 액적(500)의 표면 접촉을 최소화하여 표면 오염을 방지할 수 있으며, 액적(500)을 3차원으로 이송하여 2차원 시스템에 비해 집적도가 높을 수 있다.
도4 및 도5에서 실행되는 액적(500) 이동 및 병합 실시예의 액적(500)의 크기는 1mm로 형성될 수 있고, 하나의 전극(221)과 다른 전극(221) 사이의 거리는 2mm로 형성될 수 있으나, 액적(500) 및 하나의 전극(221)과 다른 전극(221) 사이의 거리는 이에 한정되지 않는다.
도4(a)에서 보는 바와 같이 전기 신호 제어부는, 제1챔버(100a)에서 핀소켓(220)에 형성된 전극(221)의 릴레이를 제어하여 전극(221)의 전압을 제어하고 전원부에서 전압을 인가받아 제1챔버(100a)의 수평 벽면상에서 수직 벽면상으로 액적(500)을 상승 이동시킬 수 있다.
액적(500)이 전극(221)쪽으로 이동할시 제1챔버(100a)의 수평방향에 제1전극부(201)에 위치한 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 하나의 전극(221)의 인접한 제1챔버(100a)의 수직 벽면상에 위치하는 제2전극부(202)에 위치한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동시킬 수 있고, 이러한 과정으로 액적(500)을 제1챔버(100a)의 제1전극부(201)에서 제2전극부(202)로 액적(500)을 상승 이동시킬 수 있다
도4(b)에서 보는 바와 같이 전기 신호 제어부는, 제1챔버(100a)에서 핀소켓(220)에 형성된 전극(221)의 릴레이를 제어하여 전극(221)의 전압을 제어하고 전원부에서 전압을 인가받아 제1챔버(100a)의 수직 벽면상에 위치하는 제2전극부(202)상에서 액적(500)의 이동을 제어할 수 있다.
액적(500)이 전극(221)쪽으로 이동할시 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 하나의 전극(221)의 수평방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동하여 액적(500)을 제1챔버(100a)의 수직 벽면에 위치하는 제2전극부(202)상에서 수평한 방향으로 이동할 수 있다.
또한 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 하나의 전극(221)의 수직방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동하여 액적(500)을 제2전극부(202)상에서 수직한 방향으로 이동될 수 있다. 이러한 과정을 반복하여 액적(500)을 제1챔버(100a)의 수직 벽면에 위치하는 제2전극부(202)상에서 수평 및 수직한 방향으로 이동시켜 액적(500)의 이동을 제어할 수 있다.
도4(c)에서 보는 바와 같이 전기 신호 제어부는, 제1챔버(100a)에서 핀소켓(220)에 형성된 전극(221)의 릴레이를 제어하여 전극(221)의 전압을 제어하고 제1챔버(100a)의 수직 벽면상에서 액적(500)을 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.
액적(500)이 전극(221)쪽으로 이동할시 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 하나의 전극(221)의 수평방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동시킬 수 있고, 이러한 과정을 반복하여 액적(500)을 제2전극부(202)상에서 수평한 방향으로 이동될 수 있다.
도4(d)에서 보는 바와 같이 전기 신호 제어부는, 제1챔버(100a)에서 핀소켓(220)에 형성된 전극(221)의 릴레이를 제어하여 전극(221)의 전압을 제어하고 제1챔버(100a)의 수직 벽면상에서 액적(500)을 수직 방향으로 이동시킬 수 있다.
액적(500)이 전극(221)쪽으로 이동할시 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 하나의 전극(221)의 수직방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동시킬 수 있고, 이러한 과정을 반복하여 액적(500)을 제2전극부(202)상에서 수직한 방향으로 이동될 수 있다.
도4(e)에서 보는 바와 같이 전기 신호 제어부는, 제1챔버(100a)에서 핀소켓(220)에 형성된 전극(221)의 릴레이를 제어하여 전극(221)의 전압을 제어하고 제1챔버(100a)의 수직 벽면상에서 제1액적(501)과 제2액적(502)의 이동을 제어하여 접촉시키고 pH반응을 발생시키는 합성액적(503)을 형성할 수 있다.
제1,2액적(501, 502)이 전극(221)쪽으로 이동할시 제1,2액적(501, 502)에 인근한 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 하나의 전극(221)의 수평방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동시킬 수 있다.
제1액적(501)과 제2액적(502)의 이동방향은 반대로 형성될 수 있으며, 이로 인해 제1액적(501)과 제2액적(502)이 제2전극부(202)상에서 접촉하여 제1액적(501)과 제2액적(502)이 병합하고, pH반응을 발생시키는 합성액적(503)을 형성할 수 있다.
합성액적(503)은 하나의 전극(221)의 수직방향으로 인접한 다른 전극(221)에 하나의 전극(221)과 반대되는 전압을 띄울 시 합성액적(503)을 다른 전극(221)으로 이동시킬 수 있고, 이러한 과정을 반복하여 합성액적(503)을 제2전극부(202)상에서 수직한 방향으로 이송할 수 있다. 이때 전극(221)에 전위의 변화가 없다면 이웃한 두 전극(221) 사이에서 액적(500)이 진동 운동을 하여 합성액적(503)이 혼합될 수 있다.
도4(f)에서 보는 바와 같이 제1챔버(100a)에서 핀소켓(220)에 형성된 전극(221)의 릴레이를 제어하여 전극(221)의 전압을 제어하고 제1챔버(100a)의 수직 벽면상에서 제1액적(501)과 제2액적(502)의 이동을 제어하여 접촉시키고 Pb반응을 발생시키는 합성액적(503)을 형성할 수 있다.
제1,2액적(501, 502)이 전극(221)쪽으로 이동할시 제1,2액적(501, 502)에 인근한 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 하나의 전극(221)의 수평방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동시킬 수 있다.
제1액적(501)과 제2액적(502)의 이동방향은 반대로 형성될 수 있으며, 이로 인해 제1액적(501)과 제2액적(502)이 접촉하여 제2전극부(202)상에서 제1액적(501)과 제2액적(502)이 병합하고, Pb반응을 발생시키는 합성액적(503)을 형성할 수 있다.
합성액적(503)은 하나의 전극(221)의 수직방향으로 인접한 다른 전극(221)에 하나의 전극(221)과 반대되는 전압을 띄울 시 합성액적(503)을 다른 전극(221)으로 이동시킬 수 있고, 이러한 과정을 반복하여 합성액적(503)을 제2전극부(202)상에서 수직한 방향으로 이송할 수 있다. 이때 전극(221)에 전위의 변화가 없다면 이웃한 두 전극(221) 사이에서 액적(500)이 진동 운동을 하여 합성액적(503)이 혼합될 수 있다.
도5(a)에서 보는 바와 같이 전기 신호 제어부는, 제2챔버(100b)에서 핀소켓(220)에 형성된 전극(221)의 릴레이를 제어하여 전극(221)의 전압을 제어하고 전원부에서 전압을 인가받아 제2챔버(100b)의 제1전극부(201)와 제2전극부(202) 사이에서 액적(500)의 수직 및 수평 이동을 제어할 수 있다.
액적(500)이 전극(221)쪽으로 이동할시 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 하나의 전극(221)의 수평방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동하여 액적(500)을 제2챔버(100b)의 제1전극부(201) 또는 제2전극부(202)상에서 수평한 방향으로 이동할 수 있다.
또한 제1전극부(201) 위치하는 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 제2 전극부(200)에 위치하는 하나의 전극(221)에 수직방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동하여 액적(500)을 제1전극부(201)상에서 제2전극부(202)상으로 수직한 방향으로 이동될 수 있다.
제2전극부(202) 위치하는 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 제1전극부(201)에 위치하는 하나의 전극(221)에 수직방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동하여 액적(500)을 제2전극부(202)상에서 제1전극부(201)상으로 수직한 방향으로 이동될 수 있다.
이러한 과정을 반복하여 액적(500)을 제2챔버(100b)의 제1전극부(201)와 제2전극부(202)상에서 수평 및 수직한 방향으로 이동시켜 액적(500)의 이동을 제어할 수 있다.
도5(b)에서 보는 바와 같이 전기 신호 제어부는, 제2챔버(100b)에서 핀소켓(220)에 형성된 전극(221)의 릴레이를 제어하여 전극(221)의 전압을 제어하고 전원부에서 전압을 인가받아 제2챔버(100b)의 제1전극부(201)와 제2전극부(202) 사이에서 제1액적(501)과 제2액적(502)의 이동을 제어하여 접촉시키고 pH반응을 발생시키는 합성액적(503)을 형성할 수 있다.
제1,2액적(501, 502)이 전극(221)쪽으로 이동할시 제1,2액적(501, 502)에 인근한 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 하나의 전극(221)의 수평방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동할 수 있고, 제1액적(501)과 제2액적(502)의 이동방향은 반대로 형성될 수 있으며, 이로 인해 액적(500)을 제2챔버(100b)의 제1전극부(201) 또는 제2전극부(202)상에서 수평한 방향으로 이동할 수 있고 이로 인해 제1액적(501)과 제2액적(502)이 접촉하여 제1액적(501)과 제2액적(502)이 병합하고, pH반응을 발생시키는 합성액적(503)을 형성할 수 있다.
또한 제1,2액적(501, 502)은, 제1전극부(201) 위치하는 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 제2 전극부(200)에 위치하는 하나의 전극(221)에 수직방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동하여 액적(500)을 제1전극부(201)상에서 제2전극부(202)상으로 수직한 방향으로 이동될 수 있다. 이때 전극(221)에 전위의 변화가 없다면 이웃한 두 전극(221) 사이에서 액적(500)이 진동 운동을 하여 합성액적(503)이 혼합될 수 있다.
도5(c)에서 보는 바와 같이 전기 신호 제어부는, 제2챔버(100b)에서 핀소켓(220)에 형성된 전극(221)의 릴레이를 제어하여 전극(221)의 전압을 제어하고 전원부에서 전압을 인가받아 제2챔버(100b)의 제1전극부(201)와 제2전극부(202) 사이에서 제1액적(501)과 제2액적(502)의 이동을 제어하여 접촉시키고 Pb반응을 발생시키는 합성액적(503)을 형성할 수 있다.
제1,2액적(501, 502)이 전극(221)쪽으로 이동할시 제1,2액적(501, 502)에 인근한 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 하나의 전극(221)의 수평방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동할 수 있고, 제1액적(501)과 제2액적(502)의 이동방향은 반대로 형성될 수 있으며, 이로 인해 액적(500)을 제2챔버(100b)의 제1전극부(201) 또는 제2전극부(202)상에서 수평한 방향으로 이동할 수 있고 이로 인해 제1액적(501)과 제2액적(502)이 접촉하여 제1액적(501)과 제2액적(502)이 병합하고, pH반응을 발생시키는 합성액적(503)을 형성할 수 있다.
또한 제1,2액적(501, 502)은, 제1전극부(201) 위치하는 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 제2 전극부(200)에 위치하는 하나의 전극(221)에 수직방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동하여 액적(500)을 제1전극부(201)상에서 제2전극부(202)상으로 수직한 방향으로 이동될 수 있다. 이때 전극(221)에 전위의 변화가 없다면 이웃한 두 전극(221) 사이에서 액적(500)이 진동 운동을 하여 합성액적(503)이 혼합될 수 있다.
도 6은 진동에 의한 화학 물질 내의 혼환 과정으로, 제1액적(501)과 제2액적(502)가 전기적 상호 작용을 통하여 병합될 수 있고, 제1액적(501)과 제2액적(502)이 병합되어 형성된 합성액적(503)은, 전극(221)에 전위의 변화가 없다면 이웃한 두 전극(221) 사이에서 합성액적(503)이 수평 왕복 운동을 통하여 수평 또는 수직 방향으로 진동하여 합성액적(503) 내부에서 제1액적(501)과 제2액적(502)이 혼합시켜 혼합된 합성액적(503)을 형성할 수 있다.
도 7 내지 도 8은 하기의 조건으로 실험될 수 있다.
0.2±0.05μL의 고정된 부피를 가지고 직경이 0.72±0.06mm인 수산화나트륨(NaOH) 수용액(0.4 중량%, Comscience)의 성분을 구비하는 제1액적(501) 및 PHP 지표 용액(용액:담수:PHP = 79:20:1 in wt%, 태진케미칼, 서울, 한국)의 성분을 구비하는 제2액적(502)을 각각 실리콘 오일이 채워진 챔버에 인입하여 PHP 합성 반응을 발생시키는 합성액적(503)을 형성할 수 있다.
도 7에서 보는 바와 같이, 전기 신호 제어부는, 수평으로 형성된 핀소켓(220)에 형성된 전극(221)의 릴레이를 제어하여 전극(221)의 전압을 제어하고 전원부에서 전압을 인가받아 액적(500)의 수평 이동을 제어할 수 있다.
수평으로 형성된 핀소켓(220)에 염기를 띄는 1액적(501)을 음전하를 띄는 하나의 전극(221)과 접촉시켜 1액적(501)이 음전하가 되고, 하나의 전극에 수평 방향으로 인접한 다른 전극(221)에 양전하를 충진하여 제1액적(501)를 수평 방향으로 인접한 방향으로 이동시킬 수 있다.
수평으로 형성된 핀소켓(220)에 PHP 지표인 제2액적(502)을 양전하를 띄는 전극(221)과 접촉시켜 제2액적(502)를 양전하를 충진하고, 인접한 전극(221)에 접지신호를 전달하여 제2액적(502)가 수평방향으로 이동시킬 수 있다. 제1액적(501) 및 제2액적(502)가 정전기적 상호작용을 통해 전기적으로 병합될 수 있으며 대전된 합성액적(503)은 하나의 전극(221)과 다른 전극(221) 사이에서 수평으로 왕복할 수 있다.
양극 전극(221)과 접지 전극(221) 사이에 있는 합성액적(503)은 양극 전극(221)과 접지 전극(221) 사이에서 수평 왕복 운동을 하게되며, 합성액적(503)이 수평 왕복 운동 하는 동안 염기성을 띄는 제1액적(501)과 PHP 지표인 제2액적(502)이 수평 왕복운동에 의한 진동으로 합성액적(503)의 내부에서 혼합되며 합성액적(503)의 내부의 색이 시간에 따라 변해갈 수 있다.
이로 인해 하나의 액적(500)과 다른 액적(500)이 수평한 방향으로 이웃한 두 전극(221) 사이에서 합성액적(503)이 수평 왕복 운동을 통하여 외부의 자극 없이 챔버내부에서 수평방향으로 진동하여 섞여 용이하게 혼합될 수 있다.
전기 신호 제어부는, 제2챔버(100b)에서 핀소켓(220)에 형성된 전극(221)의 릴레이를 제어하여 전극(221)의 전압을 제어하고 전원부에서 전압을 인가받아 제2챔버(100b)의 제1전극부(201)와 제2전극부(202) 사이에서 액적(500)의 수직 및 수평 이동을 제어할 수 있다.
제1,2액적(501, 502)이 전극(221)쪽으로 이동할시 제1,2액적(501, 502)에 인근한 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 하나의 전극(221)의 수평방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동할 수 있고, 제1액적(501)과 제2액적(502)의 이동방향은 반대로 형성될 수 있으며, 이로 인해 액적(500)을 제2챔버(100b)의 제1전극부(201) 또는 제2전극부(202)상에서 수평한 방향으로 이동할 수 있고 이로 인해 제1액적(501)과 제2액적(502)이 전기적 인력에 의해 접촉하여 제1액적(501)과 제2액적(502)이 병합하여 합성액적(503)을 형성할 수 있다.
양극 전극(221)과 접지 전극(221) 사이에 있는 합성액적(503)은 양극 전극(221)과 접지 전극(221) 사이에서 수직 왕복 운동을 하게되며, 합성액적(503)이 수직 왕복 운동 하는 동안 염기성을 띄는 제1액적(501)과 PHP 지표인 제2액적(502)이 수직 왕복운동에 의한 진동으로 합성액적(503)의 내부에서 혼합되며 합성액적(503)의 내부의 색이 시간에 따라 변해갈 수 있다.
액적(500)을 수평 방향으로 혼합할 경우 7.2초일때의 혼합지수가 0.95 이다. 이로 인해, 액적(500)을 수평으로 혼합할 시 7.2초 정도 수평 흐름의 따라 1액적(501)과 제2액적(502)이 병합된 합성액적(503)이 수평한 방향으로 이웃한 두 전극(221) 사이에서 수평 왕복 운동을 통하여 외부의 자극 없이 챔버내부에서 수평방향으로 진동하여 섞여 용이하게 혼합될 수 있다.
도 8에서 보는 바와 같이 전기 신호 제어부는, 제2챔버(100b)에서 핀소켓(220)에 형성된 전극(221)의 릴레이를 제어하여 전극(221)의 전압을 제어하고 전원부에서 전압을 인가받아 제2챔버(100b)의 제1전극부(201)와 제2전극부(202) 사이에서 액적(500)의 수직 이동을 제어할 수 있다.
제1,2액적(501, 502)은, 제1전극부(201) 위치하는 하나의 전극(221)에 양전압을 충진하여 액적(500)의 표면을 양이온으로 충전하고, 제2 전극부(200)에 위치하는 하나의 전극(221)에 수직방향으로 인접한 다른 전극(221)에 음전압을 띄울 시 액적(500)을 다른 전극(221)으로 이동하여 액적(500)을 제1전극부(201)상에서 제2전극부(202)상으로 수직한 방향으로 이동될 수 있다. 이때 전극(221)에 전위의 변화가 없다면 이웃한 두 전극(221) 사이에서 액적(500)이 전기력에 의해 왕복 진동 운동을 하여 합성액적(503)이 혼합될 수 있다.
양극 전극(221)과 접지 전극(221) 사이에 있는 합성액적(503)은 양극 전극(221)과 접지 전극(221) 사이에서 수직 왕복 운동을 하게되며, 합성액적(503)이 수직 왕복 운동 하는 동안 염기성을 띄는 제1액적(501)과 PHP 지표인 제2액적(502)이 수직 왕복운동에 의한 진동으로 합성액적(503)의 내부에서 혼합되며 합성액적(503)의 내부의 색이 시간에 따라 변해갈 수 있다.
액적(500)을 수직 "눰袖막* 혼합할 경우 전압이 400V이고 전극 간격이 4mm일 때, 1액적(501)과 제2액적(502)이 접촉하여 병합되어 혼합될 경우 하나의 액적(500)과 다른 액적(500)이 외부의 자극 없이 챔버내부에서 수직방향으로 진동하여 섞여 용이하게 혼합될 수 있다.
액적(500)을 수직으로 혼합할 경우2.4초일 때의 혼합지수는 0.95로 1액적(501)과 제2액적(502)이 병합된 합성액적(503)이 수직한 방향으로 이웃한 두 전극(221) 사이에서 수직 왕복 운동을 통하여 외부의 자극 없이 챔버내부에서 수직방향으로 진동하여 섞여 용이하게 혼합될 수 있다.
도 7 내지 도 8에서 보는 바와 같이, 95%의 혼합지수에 경과하는 수직, 수평 왕복에 의한 혼합 시간을 비교할 시 수평 왕복운동은 7.2초가 걸리고 수직 왕복운동은 2.4초가 걸려, 시간에 따른 수직 왕복운동에 의한 합성액적(503)의 혼합지수가 수평 왕복운동에 의한 합성액적(503)의 혼합지수보다 더 큰 혼합효율을 구비할 수 있다. 이로 인해, 합성액적(503)을 수직 방향으로 혼합하는 것이 수평 방향으로 합성액적(503)을 혼합하는 것보다 우수한 혼합효율을 구비할 수 있다.
3차원 액적(500) 제어 장치를 이용한 3차원 액적(500) 제어 방법은 먼저 (a)단계인 챔버(100)에 유전매질을 채우는 단계가 수행될 수 있다.
(a)단계가 수행된 후 (b)단계인 챔버에 액적을 주입하는 단계가 수행될 수 있고, (b)단계에서 유전매질 내부에 액적(500)이 인입되어 액적(500)이 전극부(500)표면상에서 이동 시 중력 및 마찰을 최소화할 수 있다.
(b)단계 수행된 후 (c)단계인 전원부가 전기 신호 제어부에 따라 전극부(200)에 전원을 인가하는 단계가 수행될 수 있고, (c)단계는 하나의 전극(221)에 하나의 전원이 인가되고, 고전압증폭기(340)는 파형발생기(320)에서 나온 전압을 100배 증폭할 수 있고, 증폭된 전압이 작동하는 릴레이와 연결된 전극(221)으로 전압이 인가될 수 있다.
(c)단계가 수행된 후 (d)단계인 전기 신호 제어부가 전극부(200)를 제어하여 액적(500)의 이동을 제어하는 단계가 수행될 수 있고, (d)단계는 챔버(100)내에서 제1전극부(201) 및 제2전극부(202) 상에 위치하는 전극(221)의 릴레이의 파형을 인가하여 의해 액적(500)이 수직 및 수평으로 이동할 수 있고, 제1챔버(100a)의 경우 액적(500)이 제1전극부(201)에서 제2전극부(202) 상으로 상승 이동할 수 있다. 이로 인해 액적(500)은 액적(500) 제어 장치 내에서 3차원으로 이동할 수 있다.
전극부(200) 생성 방법은, (a)단계인 프레임을 3D 프린터로 생산하는 단계가 수행될 수 있다. (a)단계가 수행된 후 (b)단계인 프레임에 핀소켓을 삽입하는 단계가 수행될 수 있고, (b)단계는 프레임(210)의 모서리로부터 내부방향으로 형성된 핀소켓홈에 핀소켓(220)을 삽입할 수 있다.
(b)단계 수행된 후 (c)단계인 핀소켓(220)에 위치하는 복수개의 전극 사이로 충전재를 인입하여 경화하는 단계가 수행될 수 있고, (c)단계는 복수개의 전극 사이로 충전재를 인입하여 충전재가 프레임(210)의 상부 모서리까지 채워질 수 있으며, 충전재는 오븐 등에 넣어 경화될 수 있고 이로 인해 매질 유체의 누출을 방지할 수 있다
(c)단계가 수행된 후 (d)단계인 전극부(200) 표면에 소수성 용액을 코팅하는 단계가 수행될 수 있고, (d)단계에서 소수성 물질은 바람직하게 Teflon 용액으로 선택될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
<부호의 설명>
100 : 챔버
100a : 제1챔버
100b : 제2챔버
110 : 투명판
121 : 거치대
200 : 전극부
201 : 제1전극부
202 : 제2전극부
210 : 프레임
220 : 핀소켓
221 : 전극
230 : 충전재
310 : 아두이노
320 : 파형발생기
330 : 데이터획득보드
340 : 고전압증폭기
500 : 액적
501 : 제1액적
502 : 제2액적
503 : 합성액적

Claims (19)

  1. 액적의 이동을 제어하는 3차원 액적 제어 장치에 있어서,
    상부가 개방된 형상으로 형성되는 챔버;
    상기 챔버에 복수개 인입되고, 상기 액적의 이동을 제어하는 전극부;
    상기 챔버 내부에 삽입되고, 상기 액적의 이동 시 중력 및 마찰을 최소화하는 유전매질;
    상기 전극부와 연결되며, 상기 전극부의 전기 신호를 제어하는 전기 신호 제어부; 및
    상기 전극부 및 상기 제어부와 연결되며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 전극부에 전원을 인가하는 전원부;를 포함하고,
    상기 전기 신호 제어부가 상기 전극부를 제어하여 상기 액적의 이동을 3차원으로 제어하는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 챔버는, 3D 프린터로 적층 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극부는,
    상부가 개방된 형상으로 형성되는 프레임;
    상기 프레임 내부와 결합하고, 복수개의 전극을 구비하는 핀소켓;
    상기 핀소켓 및 상기 프레임과 결합하고, 상기 핀소켓의 복수개의 전극 사이로 인입되어 경화되며, 유체의 누출을 방지하는 충전재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전극부는, 상기 전극부 표면에 소수성 물질을 코팅하는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 핀소켓을 형성하는 복수 개의 전극 중 하나의 전극과 다른 전극 사이의 거리가 액적의 지름보다 긴 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 핀소켓을 형성하는 복수 개의 전극 중 하나의 전극과 다른 전극 사이에 위치하는 액적이 하나의 전극과 다른 전극 사이에서 왕복 수평 운동 또는 왕복 수직 운동하여 액적 내부의 혼합물이 혼합되는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 챔버는, 하나의 전극부가 상기 챔버의 하부면에 위치하며 다른 전극부가 상기 챔버의 측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 챔버는, 하나의 전극부가 상기 챔버의 하부면에 위치하고 다른 전극부가 상기 챔버의 상부면으로 인입되는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 챔버는, 상기 챔버 상부면에 인입되는 전극부를 거치하기 위한 거치대;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 거치대는 상하부로 이동하여 하나의 전극부와 다른 전극부 사이의 거리를 조절하는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 액적은, 하나의 전극부에서 다른 전극부를 향하여 높이 방향으로 상승 이동하는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 액적은, 상기 하나의 전극부가 이루는 평면상에서 수평 및 수직 이동하는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    하나의 액적과 다른 액적은, 상기 챔버 내에서 이송 및 병합되는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기 신호 제어부는,
    스위치를 구비하며, 전기의 구동을 스위치로 제어하는 릴레이;
    프로그래밍된 코드에 따라, 데이터를 생성하는 아두이노;
    상기 릴레이 및 상기 아두이노와 연결되며, 상기 아두이노에서 전달된 데이터에 따라 상기 릴레이를 작동하는 데이터획득보드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 전원부는,
    상기 전극부와 연결되며, 상기 전극부에 전압을 인가하는 파형발생기;
    상기 파형발생기와 연결되며, 상기 파형발생기로부터 생성된 전압을 증폭하는 고전압증폭기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 장치.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15중 선택되는 어느 한 항에 따른 3차원 액적 제어 장치를 이용한 3차원 액적 제어 방법은,
    상기 챔버에 상기 유전매질을 채우는 단계;
    상기 챔버에 상기 액적을 주입하는 단계;
    상기 전원부가 상기 전기 신호 제어부에 따라 상기 전극부에 전원을 인가하는 단계; 및
    상기 전기 신호 제어부가 상기 전극부를 제어하여 상기 액적의 이동을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 액적은 상기 전극부의 전압이 인가된 하나의 전극과 접지된 상태의 다른 전극의 인력 및 반발력으로 운동하는 것을 특징으로 하는 3차원 액적 제어 방법.
  18. 청구항 1 내지 청구항 15중 선택되는 어느 한 항에 따른 전극부 생성 방법은,
    상기 프레임을 3D 프린터로 생산하는 단계;
    상기 프레임에 상기 핀소켓을 삽입하는 단계;
    상기 핀소켓에 위치하는 복수개의 전극 사이로 상기 충전재를 인입하여 경화하는 단계; 및
    상기 전극부 표면에 소수성 물질을 코팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극부 생성 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 핀소켓에 위치하는 복수개의 전극은 격자무늬로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전극부 생성 방법.
PCT/KR2023/002390 2022-12-15 2023-02-20 3차원 액적 제어 장치 및 방법 WO2024128408A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2022-0176296 2022-12-15
KR1020220176296A KR20240093231A (ko) 2022-12-15 2022-12-15 3차원 액적 제어 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024128408A1 true WO2024128408A1 (ko) 2024-06-20

Family

ID=91486050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/002390 WO2024128408A1 (ko) 2022-12-15 2023-02-20 3차원 액적 제어 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20240093231A (ko)
WO (1) WO2024128408A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100086416A (ko) * 2009-01-22 2010-07-30 포항공과대학교 산학협력단 전기장 내의 액적 운동 제어장치 및 그 방법
KR20140099631A (ko) * 2013-02-04 2014-08-13 포항공과대학교 산학협력단 직접 충전 및 전기영동을 이용한 액적 제어 장치
KR20150088052A (ko) * 2014-01-23 2015-07-31 부경대학교 산학협력단 액적의 직접 충전 및 전기영동에 기반한 전기천공 기기, 장치 및 방법
US20160116438A1 (en) * 2013-06-14 2016-04-28 Advanced Liquid Logic, Inc. Droplet actuator and methods
US20190126280A1 (en) * 2017-10-31 2019-05-02 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Digital microfluidic systems with electrode bus and methods for droplet manipulation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100086416A (ko) * 2009-01-22 2010-07-30 포항공과대학교 산학협력단 전기장 내의 액적 운동 제어장치 및 그 방법
KR20140099631A (ko) * 2013-02-04 2014-08-13 포항공과대학교 산학협력단 직접 충전 및 전기영동을 이용한 액적 제어 장치
US20160116438A1 (en) * 2013-06-14 2016-04-28 Advanced Liquid Logic, Inc. Droplet actuator and methods
KR20150088052A (ko) * 2014-01-23 2015-07-31 부경대학교 산학협력단 액적의 직접 충전 및 전기영동에 기반한 전기천공 기기, 장치 및 방법
US20190126280A1 (en) * 2017-10-31 2019-05-02 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Digital microfluidic systems with electrode bus and methods for droplet manipulation

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240093231A (ko) 2024-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021177673A1 (en) A substrate for manufacturing display device and a manufacturing method using the same
WO2011010852A2 (ko) 광결정성을 이용한 표시 방법 및 장치
US20090021885A1 (en) Electrostatic Holding Apparatus, Vacuum Environmental Apparatus Using it and Joining Apparatus
WO2024128408A1 (ko) 3차원 액적 제어 장치 및 방법
WO2018135792A1 (en) Transfer module, substrate processing system having transfer chamber, and substrate processing method using substrate transfer system
WO2020122698A2 (ko) 디스플레이 장치 및 반도체 발광소자의 자가조립 방법
WO2015111838A1 (ko) 세포 내에 물질을 전달하기 위한 전기 천공 디바이스, 이를 포함하는 전기 천공 장치 및 전기 천공 방법
CN102974496A (zh) 液体涂布装置、图案修正装置、细微图案描画装置及液体涂布方法
WO2014175702A1 (ko) 이온빔 소스
WO2017115975A1 (ko) 레이저 가공장치 및 레이저 가공방법
WO2014051331A1 (ko) 플라즈마 화학 기상 증착 장치
WO2022244930A1 (ko) 미용기기
WO2019045410A1 (ko) 프리캐스트 겔, 전기 전달 모듈, 전기영동 및 웨스턴 블롯용 장치 및 이의 제어 방법
WO2018066904A1 (ko) 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법
WO2022220369A1 (ko) 피부 부착형 유체 포집 패치 및 그의 제조방법
WO2018186634A1 (ko) 면증발원을 이용한 고해상도 ａｍｏｌｅｄ 소자의 양산장비
WO2015130140A1 (ko) 원자층 증착장치 및 원자층 증착시스템
WO2016017918A1 (ko) 이온 소스
KR101895128B1 (ko) 바이폴라 대전 처리에 의한 기판 척킹 방법 및 시스템
WO2017135571A1 (en) Linear plasma generator for selective surface treatment
WO2020004868A1 (ko) 게이트 밸브 시스템
WO2017104903A1 (en) Electrode assembly for dielectric barrier discharge and plasma processing device using the same
WO2017111371A2 (ko) 플라즈마 증착 장치
WO2018174508A1 (ko) 반도체 도너 기판, 시스템 및 유기 발광 장치의 제조 방법
WO2022270890A2 (ko) 3차원 뉴로모픽 시스템 및 그 동작 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23903614

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1