| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2016년 가을 (11/16 ~ 11/18, 경주 현대호텔) |
| 권호 | 22권 2호 |
| 발표분야 | G. 나노/박막 재료 분과 |
| 제목 | 유연성 폴리머를 이용한 초소유성 액적 제어 및 분석 플랫폼 |
| 초록 | 랩온어칩 (Lab-on-a-chip) 기술은 미량의 시료 및 시약을 사용하여 합성에서부터 분석까지 가능하게 하며, 그 효율성과 정확성이 높다는 점에서 다양한 분야에서 활발히 활용되고 있다. 미량의 시료 및 시약의 제어를 위해서 주로 폐쇄형 미세 유체 채널 (Closed micro fluidic channel)이 적용된 장치들의 개발이 진행되어 왔으나 유체 조절장치의 복잡성, 잔류 시료 및 시약으로 인한 채널의 오염, 폐쇄적인 형태로 인해 육안으로 시료 관찰이 어렵다는 한계가 존재했다. 따라서 이를 극복하고자 표면 오염에 강하고 액적 형태로 미량의 시료 및 시약을 제어할 수 있는 초소수성 표면 기반의 개방형 액적 제어 (Open channel droplet manipulation) 기술이 최근 많은 주목을 받고 있다. 현재까지, 초소수성 표면 위에서 전기습윤 (electrowetting), 유전영동 (dielectricporesis), 자성유체 (ferrofluidic) 등을 이용한 개방형 액적 제어 기술들이 개발 되었으나 이러한 기술 전기 또는 자기 에너지를 사용하기 때문에 전기/자기 자극에 민감한 시료의 사용이 제한된다는 한계점을 가지며 또한 액적을 제어하기 위한 장치의 구성 또한 복잡하다는 단점이 있다. 더불어 현재까지 개발된 기술로는 기름 류, 혈액 등과 같이 실제 화학, 생물, 의학 분야에서 필요로 하는 시료의 제어가 불가능하다는 한계점을 지닌다. 따라서 전기/자기 자극을 사용하지 않으며, 장치의 구성이 간단하며 기름 류, 혈액 등과 같은 표면 에너지가 낮은 시료의 제어 및 분석이 가능한 초소유성 액적 제어 기술의 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 초소유성 신축성 기판과 국부적 기판 흡입 장치를 이용하여 초소유성 액적 제어 및 분석 플랫폼을 개발하였다. 초소유성 신축성 기판은 신축성이 뛰어난 폴리머 기판 위에 표면 에너지가 낮은 플루오르화 이산화규소 (Fluorinated SiO2) 나노입자를 코팅하여 제작하였다. 이렇게 제작된 기판의 밑면에 진공팁 (Vacuum tip)을 이용하여 음압 (Negative pressure)을 가하면, 기판이 흡입되면서 국부적으로 우물 모양의 오목한 형태를 지니게 된다. 이 때 기판과 액적 사이의 접착력이 매우 작기 때문에 중력에 의하여 액적이 국부적으로 흡입된 기판 안쪽 방향으로 이동하게 된다. 또한, 부분적으로 친수성/친유성 패턴을 형성하여 1 μL 가량의 미세 액적 패턴을 형성할 수 있는 기술을 구현하였으며, 이 기술을 통하여 액적 시료 내의 포도당 농도 검출을 실시하여 생체 검지 시스템으로서의 가능성을 확인했다. 본 초소유성 액적 제어 및 분석 플랫폼은 화학물질의 합성, 혈액을 이용한 진단검사 등에 활용되어 다양한 응용 분야에서 산업적으로 이용될 가능성이 높을 것으로 예상된다. |
| 저자 | 한희탁, 신세라, 김현철, 이태윤 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | 액적 제어 기술; 개방형 액적 제어; 초소유성 표면 |
