Staggered Herringbone Mixer의 간편한 제작을 위한 Inclined UV Lithography의 새로운 적용

Abstract

마이크로 믹서는 마이크로 유체 시스템에서 생화학물질의 반응에 필요한 용액을 빠르게 혼합하는 장치로써, 낮은 레이놀즈 수(Re)로 인해 채널 내 물질의 혼합이 분자 확산만을 통해 일어나는 마이크로유체 시스템에 없어서는 안 될 필수적인 요소이다. 그러나 일반적으로 수동형 믹서가 뛰어난 혼합 성능을 갖기 위해서는 복잡한 구조, 까다로운 제작과정 및 고비용이 필요하다. 이러한 점에서 우리는 inclined UV lithography를 이용한 새로운 제작과정을 제시하며 이를 통해 SHM이라 불리는 전형적인 수동형 믹서의 제작 과정을 크게 단순화시킨 새로운 형태의 고성능 수동형 믹서를 만들고자 한다. 기존의 SHM의 제작을 위해 채널과 봉우리 구조물을 만들기 위해 두 번의 photolithography가 필요했던 것과는 달리, inclined UV lithography를 사용하면 한 번의 공정만으로 마이크로 채널과 혼합을 유도를 위한 ridge구조물이 하나의 몰드에 합쳐져 있는 새로운 형태의 SHM을 제작할 수 있다. 형광 현미경을 통한 이미지의 형광 세기를 분석하는 방법을 이용해, 제작된 SHM의 혼합 특성 및 혼합 성능을 평가하였다. 우리는 실험을 통해, 새로운 SHM의 채널 상부 면에 제작된 ridge 구조물에 의해 발생한 회전 유동이 혼합효과를 증대시켜 짧은 구간 내에서도 뛰어난 혼합효율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 간편한 제작 공정과 높은 혼합 효율의 이점을 가지는 새로운 SHM은 통합적인 마이크로 유체 시스템인 micro-total-analysis-system과 Lap-on-a- chip 등에 간편하게, 그리고 효과적으로 적용될 수 있을 것이다.