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성형진 교수, 미세유체 칩 내 액적 부피 제어 기술 개발
우리 대학 기계공학과 성형진 교수 연구팀(유동제어연구실)이 고주파수의 음향방사현상을 이용해 미세유체 칩 내 액적의 부피를 정교하게 제어하는 기술을 개발했다.
초소형 미세유체 칩 내에서 극미량의 유체 샘플을 이용해 복잡한 반응 및 실험을 수행하기 위해서는 정교한 미세유체역학기술이 요구된다. 특히 서로 섞이지 않는 두 유체로 구성된 미세액적을 기반으로 하는 액적 기반 미세유체역학 분야에서 액적의 부피를 정교하게 제어하기 위한 액적 분할 기술의 개발을 위해 많은 노력이 있었다.
하지만 지금까지 개발된 미세액적 분할 기술은 정교한 액적 부피 제어가 어렵고 복잡한 시스템이 요구되며 제한된 유체 샘플에만 적용 가능하고 병렬 조작이 어려운 한계를 지니고 있었다.
이번 연구에서 연구팀은 고주파수 음파를 이용해 미세유체 칩 내 움직이는 미세액적에 국소적으로 음향 방사력을 인가해 원하는 크기로 액적을 분할할 수 있음을 보였다.
개발된 음향방사현상 기반 액적 분할 기술은 액적 내 샘플에 물리적 손상을 가하지 않으면서도 비접촉식으로 표지 없이 액적을 정교하게 분할할 수 있다는 점에서 기존 기술 보다 진일보한 기술이라는 평가를 받았다.
아울러 기존의 액적 분할 기술들이 외력과 액적 이동 방향이 수직을 이루는 직교 배열을 차용하고 있는 것과 달리 두 방향이 나란한 평행 배열을 채택하여 병렬 조작이 가능하다.
또한 기존 기술과 달리 미세유체 칩과 외력 생성을 위한 기판의 비가역적 결합이 필요하지 않아 미세유체 칩을 손쉽게 교체할 수 있다는 특징을 지녀 기존 기술보다 상용화 유리한 기술이다.
박진수 박사과정이 제 1저자로 참여한 이번 연구는 영국왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 미세유체역학 및 마이크로타스(microTAS) 분야의 국제학술지 랩온어칩(Lab on a Chip)지 2018년 3호의 표지논문으로 선정됐다.
박진수 박사과정은 “본 연구에서 개발된 기술을 통해 미세액적에 국소적으로 음향방사력을 가해 미세유체칩 내 움직이는 미세액적을 원하는 크기로 정교하게 분할할 수 있다”고 말했다.
성형진 교수는 “본 연구에서 개발된 기술이 액적 기반 미세유체역학을 활용한 제약, 생화학, 물질합성, 의학, 생명공학 연구 등에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구는 KAIST-KUSTAR, 한국연구재단의 창의연구지원사업과 글로벌박사펠로우십, 극지연구소의 지원으로 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 랩온어칩 표지논문
2018.03.02
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성형진 교수, 미세유체칩 내 액적 위치 제어 기술 개발
우리 대학 기계공학과 성형진 교수 연구팀(유동제어연구실)이 열모세관 현상을 이용해 미세유체칩 내 액적의 위치를 정교하게 제어하는 기술을 개발했다.
박진수 박사과정이 1저자로 참여한 이번 연구는 영국왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 미세유체기술 및 마이크로타스(microTAS) 분야의 국제학술지인 랩온어칩(Lab on a Chip)지 2017년 6호의 표지논문으로 선정됐다.
(논문명: Acoustothermal tweezer for droplet sorting in a disposable microfluidic chip)
극소량의 유체 샘플을 이용해 동전만한 크기의 미세유체칩 내에서 복잡한 실험을 수행하기 위해서는 정교한 미세유체 기술이 필요하다.
특히 서로 섞이지 않는 두 유체로 구성된 액적을 기반으로 하는 미세유체역학 분야에서 액적의 위치를 정교하게 제어할 수 있는 기술이 필수적이다.
하지만 기존의 액적위치 제어기술은 한 쪽 방향으로만 제어할 수 있거나 마이크로 크기 수준에서는 정교하게 제어하지 못했다.
연구팀은 독자적으로 개발한 음향열적가열법을 통해 마이크로 수준의 동적 온도구배를 형성했고 이를 통해 미세유체칩 내에서 액적의 위치를 마이크로 크기 수준에서 정교하게 제어했다.
궁극적으로는 원하는 배출 유로로 액적을 분리할 수 있음을 증명했다.
성형진 교수 연구팀은 그동안 광력과 음향력 기반의 미세유체역학, 난류, 고체-유체 상호작용 연구 분야에서 탁월한 연구 성과를 내 SCI급 국제 학술지에 300여 편의 논문을 게재한 바 있다.
이번 연구는 한국연구재단의 창의연구지원사업, 글로벌박사펠로우십과 KAIST-KUSTAR의 지원으로 수행됐다.
박진수 박사과정은 “본 연구에서 개발된 기술은 액적의 양쪽에서 서로 반대방향으로 작용해 균형을 이루는 열모세관 힘을 이용해 액적의 위치를 마이크로스케일에서 정교하게 제어할 수 있다”고 말했다.
성 교수는 “본 연구에서 개발된 기술이 액적 기반 미세유체칩 내 생화학반응, 제약, 물질 합성 등에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
□ 그림 설명
그림1. 랩온어칩 표지
2017.03.20
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사우디 교육부장관 방문, 공동 연구협약 체결
칼리드 알 안카리(Khaled bin Mohammad Al-Anqari) 사우디아라비아 고등교육부장관 일행이 지난 26일(화) 우리학교를 방문해 공동협약에 관한 합의문을 체결했다.
이번 사우디아라비아 방문단에는 교육부장관과 함께 중동권 최고 명문 대학인 킹 사우드대학(King Saud University) 압둘라 알 오스만(Abdullah bin Abdularhman Al-Othman) 총장, 킹 압둘라지즈대학(King Abdulaziz University) 오사마 타에브(Osama bin Sadiq Tayeb) 총장, 사우디아라비아 최고 공과대학인 킹 파하드 석유광물대학(King Fahad University of Petroleum and Minerals) 칼리드 알 술탄(Khalid bin Salih Al-Sultan) 총장이 동행했다.
킹 사우드대학과 킹 파우드 석유광물대학은 KAIST와 연구협약을 통해 공동 연구 프로젝트 수행, 연구 교수진 상호 방문, 학술 프로그램 교류, 세미나 및 학회 공동 개최 등 한국과 사우디아라비아 양국 고등교육기관 간의 활발한 교류를 도모하기로 했다.
특히, 킹 사우드대학은 KAIST와 공동 연구 프로젝트 수행에 관한 협약을 체결하고 ‘해수 온도차 이용 해수담수화기술 개발’, ‘효율적인 에너지 사용을 위한 스마트 미터링 및 전력 전송 시스템 개발’, ‘바이오기술을 이용한 사우디 원산지 대추에서 락트산 추출’이라는 세 분야의 연구에 공동협력하기로 했다. 연구비는 사우디아라비아 교육부가 지원하며 규모는 추후 논의하기로 했다.
킹 사우드대학 전기공학과 연구팀과 함께 ‘스마트 미터링 및 전력 전송 시스템 개발’ 프로젝트를 수행할 원자력 및 양자공학과 석좌교수이자 KAIST-KUSTAR(아랍에미리트 칼리파 과학기술연구대학) 원자력 협력센터장인 김종현 교수는 “중동지역과의 왕성한 산업 경제적인 교류에 비해 두 나라 고등교육기관 간의 교류는 상대적으로 저조했던 것 같다”며, “이 번에 진행하는 공동연구처럼 앞으로 다방면에 걸쳐 KAIST가 중동지역 대학과의 협력 및 교류에 선도적인 역할을 하기 바란다”고 말했다.
협약서 서명식을 마친 칼리드 알 안카리 고등교육부장관 일행은 KAIST의 주요 연구 사업인 ‘온라인전기자동차’, ‘휴머노이드 로봇’, ‘모바일 하버’ 연구소를 둘러봤다.
KAIST의 혁신연구와 첨단기술개발에 깊은 관심을 보인 칼리드 알 안카리 고등교육부장관은 향후 자국 내 더 많은 대학이 KAIST를 비롯한 한국의 유수 대학과의 상호 교류 확대를 위해 노력하겠다는 의지를 밝혔다.
2010.10.27
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UAE 아부다비 왕세자에 명예박사 학위 수여
우리학교가 저탄소 녹색환경 정책을 통해 인류발전에 기여하고 원전수주협상을 계기로 대한민국과 UAE 과학기술발전 및 교류확대에 공헌한 모하메드 빈 자이드 알 나흐얀 UAE 아부다비 왕세자 (General H.H. Sheikh Mohammed bin Zayed Al Nahyan)에게 27일(목) 오후 5시30분 서울 롯데호텔 본관에서 명예박사 학위를 수여했다.
모하메드 왕세자는 아부다비 도시계획위원회 (Abu Dhabi Urban Planning Council) 위원장으로 있으면서 UAE의 수도인 아부다비를 2030년까지 친환경 국제도시로 개발하는 데 지침이 될 장기적인 마스터플랜 ‘아부다비 2030 계획(The Plan Abu Dhabi 2030)"을 주도적으로 마련해 2007년 발표하기도 했다.
또한 모하메드 왕세자는 ‘탄소제로’ 도시인 ‘마스다르 시티(Masdar City)’ 건설 프로젝트를 추진하는 등 신재생에너지 분야에 관심이 많아 우리나라와의 원자력발전사업을 비롯해 여러 분야에서 양국 간의 협력 강화, KAIST-KUSTAR의 협력과 교류, 나아가 인류가 당면한 환경문제 해결에도 깊은 관심을 가지는 등 더 나은 세계를 만들고자 부단히 노력하고 있다.
2010.05.27
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