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"학사논문 기계"에 대한 내용입니다.
목차
1. 다중 작동 시스템을 통한 미세유체 기술의 활용
1.1. 연구 배경
1.2. 기존 연구사례
1.2.1. 중공 섬유 액추에이터를 이용한 미세유체 조작 시스템
1.2.2. 통합형 미세유체 진단 장치
1.2.3. 자동화된 다중 시료 전달/전환 시스템
1.3. 연구 목표 및 범위
2. 통합형 다중 채널 제어 시스템 설계
2.1. 시스템 개요
2.2. 시스템 원리
2.3. 미세유로의 유량 제어
3. 시스템 설계 및 성능 평가
3.1. CFD 분석
3.2. 실험장치 제작
3.3. 실험 검증
4. 결과 및 토의
5. 결론
6. 참고 문헌
본문내용
1. 다중 작동 시스템을 통한 미세유체 기술의 활용
1.1. 연구 배경
미세유체공학(Microfluidics)은 극미량의 유체의 흐름과 관련된 현상을 연구하는 분야로, 이는 주로 밀폐된 공간에서 유체의 미세한 특성을 다루는 학문이다. 이 분야는 미세한 채널 또는 공간에서 액체나 기체의 이동, 혼합, 분리 등을 연구하며, 그 미세한 규모 때문에 새로운 물리적 현상을 관찰하고 이해할 수 있는 기회를 제공한다. 이는 다양한 실험과 응용이 가능하며, 빠르고 정확한 실험 결과를 도출하는데 큰 이점이 있다. 또 다른 한편으로, 미세유체공학은 소형화된 실험 환경을 제공함으로써 소재와 비용의 절약, 그리고 더욱 정밀한 조작이 가능하다는 점에서 장점을 가지고 있다. 이에 따라 실험 효율성이 향상되고, 바이오의학부터 화장품, 식품 산업에 이르기까지 다양한 분야에서 빠르고 정확한 결과를 얻을 수 있게 도와주고 있다.
그러나, 미세유체공학은 여전히 여러 실험을 동시에 처리하고 효과적으로 관리하는 다중화 측면에서 어려움을 겪고 있다. 실험의 복잡성과 다양성 때문에, 다수의 실험을 병행하며 그 결과를 정확하게 분석하고 해석하는 것은 큰 도전으로 남아 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 연구는 미세유체 공학의 다중화 시스템 (Microfluidics Multiplexer System)을 개발하였다. 이 시스템은 미세 유체 칩의 복잡성을 줄이고, 수동적으로 연결하여 구동을 위한 액추에이터의 수를 최소화하는 방향으로 채널 연결 및 변경을 수행한다. 이 시스템은 여러 채널을 동시에 제어하면서도 각 채널의 유체 흐름을 정밀하게 조절할 수 있는 기능을 제공한다. 이를 통해, 다양한 실험을 병행하면서도 각 실험에 대한 정밀한 제어가 가능해지며, 이는 미세유체공학의 효율성과 다용도성을 크게 적용할 수 있다. 이 시스템을 도입함으로써, 미세유체공학은 더욱 다양한 분야에서 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
1.2. 기존 연구사례
1.2.1. 중공 섬유 액추에이터를 이용한 미세유체 조작 시스템
'중공 섬유 액추에이터를 이용한 미세유체 조작 시스템'은 섬유 형태의 유연한 구조물을 활용하여 작은 공간에서 액체를 정밀하게 전달하고 조작하는 시스템이다. 이 시스템은 단일 액추에이터로 다양한 마이크로유체 조작 및 전달 작업을 효율적으로 수행할 수 있게 되었다.
연구진은 섬유 형태의 유연한 구조물을 활용하여 작은 공간에서 액체를 정밀하게 전달하고 조작할 수 있는 미세유체 조작 시스템을 제안하였다. 이 시스템은 단일 액추에이터로 다양한 마이크로유체 조작 및 전달 작업을 효율적으로 수행할 수 있게 되었다. 구체적인 시스템 구조는 그림 1과 같이 나타낼 수 있다.
1.2.2. 통합형 미세유체 진단 장치
'통합형 미세유체 진단 장치'는 휴대 가능하며, 저렴하고, 정량적인 핵산 검출이 가능한 진단 장치이다. 이 장치는 진공 배터리를 이용하여 외부 펌프, 컨트롤러, 전원 없이도 자체적인 미세유체 펌핑을 수행할 수 있다. 즉, 이 장치는 별도의 외부 장치 없이도 독립적으로 작동할 수 있는 통합형 미세유체 진단 장치라고 할 수 있다.
1.2.3. 자동화된 다중 시료 전달/전환 시스템
Precigenome사의 PG-MFC controller는 미세유체 컨트롤러와 회전식 밸브를 결합하여 여러 시약 간의 전환이 용...
참고 자료
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중환자실 환자와 직원이 경험한 소음의 실태와 반응 기본간호학회지 / vol.128 no.2, p.207-217 (10 pages) 윤선희, 최정은, 김형순, 유양숙
https://doi.org/10.7739/jkafn.2021.28.2.207
