| 초록 |
□ 연구개요 • PDMS(Polydimethylsiloxane)는 생체 적합성, 우수한 가스투과성, 광투명성, 조절 가능한 기계적 특성 및 제작 편의성 때문에 의료용 소프트 로봇, 세포 배양 시스템, 미세유체 장치 등 생물학, 의학 및 광학 분야의 중요 소재임. • 기존의 소프트 리소그래피 바카라 노하우로 제작된 PDMS 소자는 제한된 형상을 가지며, 적층되어 제작되기 때문에 기계적 동작이 박막 사이의 분리 한계로 제한됨. • 현재까지 3D 프린터를 이용한 PDMS의 직접 출력 바카라 노하우은 초보적인 수준으로, 고해상도 3D 프린팅 기반의 주형 제거 방법을 개발 적용한 마이크로 PDMS 소자 제작 바카라 노하우 개발이 요구됨. • 본 연구과제에서는 3D 프린팅 주형을 화학적으로 제거하여 기존의 한계를 극복하는 능동형/수동형 PDMS 소자를 제작하는 공정을 개발함. • 이를 활용하여 미세유체 장치를 구동하기 위한 기본 소자들(3D 채널, 히터, 체크밸브, 열공압 액추에이터)을 설계 및 제작하였으며 최종적으로 이를 결합하여 일체형 미세유체 장치를 실현하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 3D 프린팅 주형 제거 바카라 노하우을 개발하여 3D 능동형/수동형 소프트 마이크로 소자들을 구현. [1단계] PDMS 구조물에 손상을 주지 않는 3D 프린팅 주형 제거 바카라 노하우 개발 • 3D 프린팅 소재의 화학적 제거 방법 및 PDMS에 대한 효율성 정량화 • 생체 모사 PDMS 마이크로 채널 시험구조물 제작 및 평가 [2단계] 공압 구동형 3D 형상가변 액추에이터 설계 및 제작 • 3D 프린터의 해상도를 고려한 액추에이터 구조 결정, 입력된 공압에 대한 선형적 형상 가변을 가능하게 하는 구조 해석 및 3D 프린팅된 주형 사이의 공차 등의 변수를 고려한 공정 과정 최적화 • 주형 제거 바카라 노하우을 이용한 생체 적합성 형상가변 액추에이터 제작 및 성능 평가 [3단계] 능동형/수동형 개별 소자들이 집적화된 3D 바이오칩 제작 • 3D 프린팅 주형 제거 바카라 노하우을 적용한 일체형 유체제어 개별 소자(3D 유체 채널 + 펌프 + 단방향 체크밸브 + 마이크로 히터) 설계 및 제작 성능 평가 • 능동/수동형 개별 소자들의 집적화를 위한 단일 공정 설계 및 제작, 생체적합 PDMS 소재의 일체형 3차원 미세 바이오칩 구현 □ 연구개발결과의 중요성 • 본 연구과제를 통해 개발된 3D 프린팅 바카라 노하우을 활용한 생체 적합성 소프트 폴리머 재질의 3차원 마이크로 소자 제작 공정은 기존의 제한된 3D 형상으로부터 벗어나 성능 향상을 위해 임의의 3D 마이크로 소자를 구현할 수 있는 미세 공정 바카라 노하우의 획기적인 발전임. • 기존의 반도체 바카라 노하우 기반 공정에서 요구되는 2D 박막의 적층 및 정렬 과정 없이 빠른 프로토타이핑을 통해 연구 개발 시간이 단축될 수 있음. • 단일 공정으로 제작되어 높은 압력에서도 소자를 구성하는 박막 간 분리 위험이 없으며, 3D 구조 설계로 향상된 동작 성능의 마이크로 소프트 소자를 실현함. • 3D 구조의 능동형 마이크로 유체 소자 개발 및 집적화 바카라 노하우 실현하여 생물학, 의학, 약리학, 로봇공학 분야에서 활용될 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
