[논문]다공성 유리 슬릿 EO펌프 기초 성능 측정 연구

서상태; 박철우

다공성 유리 슬릿 EO펌프 기초 성능 측정 연구
Study on Basic Performance Test of Electroosmotic Pump with Porous Glass Slit. 원문보기

서상태 (경북대학교 대학원 기계공학과) , 박철우 (경북대학교 기계공학부)

The basic concept and preliminary performance results of a miniaturized electroosmotic (EO) pump with diaphragms were included in the present study. The separation of an electroosmotic pumping liquid from a drug using diaphragms is mainly to have a freedom in choosing an electroosmotic pumping liquid and to achieve the optimal drug delivery, and, preferably its precise control. We performed maximum flow rate, maximum pressure, and maximum current measurements with and without diaphragm designs. As a result, the effect of diaphragms on pump performance at the maximum condition is small. However, the presence of diaphragms does not allow indefinite continuous pumping.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

EO펌프는 일반적으로 부피나 적용 전압이 클수록 유체의 속도, 유량, 전류와 압력이 증가한다고 알려져 있다. 그러나 본 연구의 목적은 휴대용 펌프 제작에 중점을 두고 있고 전압 및 펌프 크기가 작아짐을 목적으로 하였으므로 다공성 유리의 평균 기공지름을 0.25-2.μm의 중간인 1/lum를 선택하였다.

제안 방법

Closed System에서 차단된 가스는 펌프의 압력이 증가하고, 전류와 질량 유량을 차단할 수 있다.가스의 발생 문제를 다루기 위해, 액체에서 수소와 산소의 재결합시키기 위해 백금 촉매를 사용하는 촉매 재결합 방식을 발전 시켰다.(4)
V0는 전극/전해질에서 결합과 분해 반응을 시작하여 실행이 요구된 추가적 전위(overvoltage or overpotential)01 CL 전극/버퍼 결합을 위해서 (Vcat -Van)의 크기는 Vdec와 비교하여 전형적으로 작다. 우리는 펌프 성능을 평가하기 위해 압력과 유량의 측정을 비교하여 펌프의 전류 leo, 결합전위 VdK의 측정된 값을 식⑸와 식⑹에 적용 하였다.
이러한 원리를 기초로 EO펌프를 약물이 송용 펌프로 적용할 수 있을 것이다. 작동 유체 조건으로는 탈이온 수(Deionized water, DI)로 단순 구동할 패와 버퍼(Buffer, pH₉.2)를 사용했을 패에 대하여 약물전달을 위한 격막(latex diaphragm)의 유무에 대해 실험을 수행하였다.
특히 MEMS 기술을 활용하는 Lab On a 아)ip(LOC)과 DNA칩의 경우, 마이크로 채널을 통해 혈액 용액이나 시료를 운반할 수 있다(3)본 연구에서는 소형 의료묭펌프에 전기삼투 방식을 적용하는 펌프룔 제작하였다. 전기삼투펌 ^(Electro-osmotic Pump, EO pump)는 미세다공성 유리 (Porous Glass)에 전기장을 가해서 이온의 이동에 의해 액체의 이동이 발생하도록 하는 원리이다.

대상 데이터

단순한 디자인을 하기 위해, 저농도 인 수성 버퍼 (Aqueous Buffers)와 비활성인 백금전극을 사용하였다. 전극반응을 위해서 2H2O 2H₂(g) + O2(g)의 반응에서 물의 전기분해를 단순하게 한다.
본 연구에서는 다공성 유리를 사용한 소형 EO펌프를 제작하여 실험을 수행하였다. EO펌프는 일반적으로 부피나 적용 전압이 클수록 유체의 속도, 유량, 전류와 압력이 증가한다고 알려져 있다.

성능/효과

또한 격막이 있을 경우 가 전압에 따른 수치들이 높았지만, DI-Water(No Diaphragm)에서의 전압에 따른 전류 값에서는 격막이 없는 경우가 높은 수치를 나타남을 알 수 얐다. 미세 펌프의 제작 목적으로 Di-Water와 Buffer에서 저전압의 성능을 평가하면 유량은 같지만, 격막이 있을 패압력의 수치가 크고, 격막이 없을 때는 전류의 수치가큼을 알 수 있었다.
본 연구에서는 다공성 유리슬릿 EO펌프 기초 성능 측정 실험에서 버퍼를 사용함으로서 펌프의 유량, 전류 및 압력 성능이 향상됨을 알 수 있었다. 향후 앞으로 다공성 유리 또는 격막(latex diaphragm)의 영향에 대한 보다 체계적인 성능 펑가 및 최적화가 연구가 필요하며, 또한 휴대용 디자인을 위해 초소형화 제작을 통해 부피를 더욱 감소시킬 수 있을 것으로 예상된다.
여기서 제타 전위의 측정 수치를 정확하게 얻지 못하였지만, 고압의 조건일수록 제타 전위의 수치가 집중적으로 높아진다. 실험에서 버퍼를 사용함으로 펌프의 유량, 전류 및 압력이 향상됨을 알 수 있다. 다공성 유리의 두께가 얇으면 유량은 증가하더라도 압력 및 전류에 미치는 영향은 적을 것으로 사료된다.
여기서 격막을 사용한 이유는 Fig. 2에서 양극에 있는 부분은 대기압부(빈 공간)이고 음극에 얐 부분이 약품 저장부이다, 우리가 성능을 측정한 결과 격막이 있을 때와 없을 패, 모두 전압 상승에 따른 유량과 압력, 전류가 증가하였음을 알 수 있었다. 또한 격막이 있을 경우 가 전압에 따른 수치들이 높았지만, DI-Water(No Diaphragm)에서의 전압에 따른 전류 값에서는 격막이 없는 경우가 높은 수치를 나타남을 알 수 얐다.

후속연구

즉 기공사이즈가 크면 고압력을 얻을 수았고 반대로 기공사이즈가 작을수록 유량과 전류의 값이 증가한다. 이러한 원리를 기초로 EO펌프를 약물이 송용 펌프로 적용할 수 있을 것이다. 작동 유체 조건으로는 탈이온 수(Deionized water, DI)로 단순 구동할 패와 버퍼(Buffer, pH₉.
본 연구에서는 다공성 유리슬릿 EO펌프 기초 성능 측정 실험에서 버퍼를 사용함으로서 펌프의 유량, 전류 및 압력 성능이 향상됨을 알 수 있었다. 향후 앞으로 다공성 유리 또는 격막(latex diaphragm)의 영향에 대한 보다 체계적인 성능 펑가 및 최적화가 연구가 필요하며, 또한 휴대용 디자인을 위해 초소형화 제작을 통해 부피를 더욱 감소시킬 수 있을 것으로 예상된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

다공성 유리 슬릿 EO펌프 기초 성능 측정 연구
Study on Basic Performance Test of Electroosmotic Pump with Porous Glass Slit. 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

다공성 유리 슬릿 EO펌프 기초 성능 측정 연구 Study on Basic Performance Test of Electroosmotic Pump with Porous Glass Slit. 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

다공성 유리 슬릿 EO펌프 기초 성능 측정 연구
Study on Basic Performance Test of Electroosmotic Pump with Porous Glass Slit. 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper