초록 ▼

1.분석자 서문

광 유체(Optofluidics)는 광학(Optics)과 미세유체학(Microfluidics)의 융합기술이다. 이 분야의 목적은 광학적 도구를 랩온어칩(Lab-on-chip) 시스템과 융합시켜 임상적인 솔루션을 제공하는 것이다. 자주 이 융합 결과물들은 융합기술이 다양한 이익을 제공하기 때문에 상업적인 적용 기회를 얻기도 한다. 매우 다양한 새로운 기능과 특성을 가진 광학과 미세유기체의 융합기술이 대거 발표되고 있음에도 불구하고, 광학유기가 학교 실험실에서 상업화로 적용되어 시장에서 입증된 사례는

1.분석자 서문

광 유체(Optofluidics)는 광학(Optics)과 미세유체학(Microfluidics)의 융합기술이다. 이 분야의 목적은 광학적 도구를 랩온어칩(Lab-on-chip) 시스템과 융합시켜 임상적인 솔루션을 제공하는 것이다. 자주 이 융합 결과물들은 융합기술이 다양한 이익을 제공하기 때문에 상업적인 적용 기회를 얻기도 한다. 매우 다양한 새로운 기능과 특성을 가진 광학과 미세유기체의 융합기술이 대거 발표되고 있음에도 불구하고, 광학유기가 학교 실험실에서 상업화로 적용되어 시장에서 입증된 사례는 극히 드물다. 광 유체를 상업화하기 위해서 기본적인 광 유체 요소들과 같이 광 유체 시스템이 상업적으로 적용하기에 장애물이 될 수 있는 것들을 고찰하고 분석하는 것이 매우 중요하다. 특히, 이 분석은 광 유체 부품의 제조 표준화, 제조 장치와 생산 비용과 최종 사용자를 위한 실용성에 중점을 두었다. 이러한 요소들은 새로운 기술들이 시장에 진입하는 데 중요한 역할을 할 것이다. 또한 업계에서 제시하는 요구 사항에 맞는 광 유체의 개발을 위한 방향을 제시하고자 한다[1].



2. 목차

1. 배경

2. 고체 기반의 광 유체

2.1. 고체 기반 도파관(Waveguide)

2.2. 고체 기반 렌즈

2.3. 다른 고체 기반 광 유체 요소들

2.4. 고체 기반 광 유체 요소 - 요약

3. 액체 기반 광 유체(Fluid-based optofluidics)

3.1. 액체-코어 / 액체-클래딩(L2) 도파관(Liquid-core / liquid-cladding(L2) wave-guide)

3.2. 액체 기반 광 유체 렌즈

3.3. 다른 액체 기반 광 유체 요소들

3.4. 액체 기반 광 유체 요소 – 요약

4. 폴리머 기반 광 유체 (Polymer-based optofluidics)

5. 향후 전망 및 결론

6. 분석자 결론

본 분석물은 크게 세 가지 재료에 기반하여 기본적인 특성 및 기능적인 장점과 단점에 대해 분석하였다. 이 분석물을 기반으로 하여 나아가 상용화에 필요한 개선점을 찾아내고, 적용하는 데 노력을 기울여야 할 것이다.

현재까지, 많은 연구자들에 의해 기능적인 측면에서 매우 다양하고 획기적인 광 유체 기술들이 발표된 바 있다. 하지만 아직까지 대부분 실험실 기반에서의 기능적 측면을 강조할 뿐, 실제 상용화를 가능하게 하는 솔루션을 제공해주지는 못한다. 따라서 이러한 좋은 기능을 가진 광 유체 기술을 실제 임상이나 일상생활에 적용할 수 있게 하기 위한 실질적인 기술개발이 필요하다. 소형화 및 대량생산을 위한 경제적인 대안 재료나 제작 기술과 실제 사용 환경에 따른 내구성에 대한 추가적인 연구가 진행되어야 할 것이다. 더불어 다양한 기술을 집적할 수 있는 통합 시스템에 대한 개발도 이루어져야 할 것으로 보인다. 연구 대비 실제 특허화가 적다는 것은 반대로 그만큼 큰 가능성이 있는 시장이 아직 존재한다는 의미이기도 하다. 우리나라의 광유체 개발 연구자와 기술개발자들이 상용화에 노력을 기울인다면, 우리나라뿐만 아니라 세계시장을 노릴 수 있는 기회가 충분하다고 생각된다. 본 분석물을 통해 조금이나마 도움을 줄 수 있기를 바라며, 분석을 마무리하고자 한다.



References

1. C. Song, N.-T. Nguyen, and S. H. Tan, "Toward the commercialization of optofluidics," Microfluidics and Nanofluidics 21(8), 139 (2017).

2. Bassous E, Taub HH, Kuhn L (1977) Ink jet printing nozzle arrays etched in silicon. Appl Phys Lett 31:135–137.

3. Becker H (2009a) Chips, money, industry, education and the “killer application”. Lab Chip 9:1659–1660.

4. Mohammed MI, Haswell S, Gibson I (2015) Lab-on-a-chip or chip-in-a-lab: challenges of commercialization lost in translation. Proc Technol 20:54–59.

5. Kim E, Baaske MD, Vollmer F (2017) Towards next-generation label-free biosensors: recent advances in whispering gallery mode sensors. Lab Chip 17:1190–1205.

6. Mak JSW, Rutledge SA, Abu-Ghazalah RM, Eftekhari F, Irizar J, Tam NCM, Zheng G, Helmy AS (2013) Recent developments in optofluidic-assisted Raman spectroscopy. Prog Quantum Electron 37:1–50.

7. Zhang Y, Watts B, Guo T, Zhang Z, Xu C, Fang Q (2016) Optofluidic device based microflow cytometers for particle/cell detection: a review. Micromachines 7:70.

8. Huang N-T, Zhang H-L, Chung M-T, Seo JH, Kurabayashi K (2014) Recent advancements in optofluidics-based single-cell analysis: optical on-chip cellular manipulation, treatment, and property detection. Lab Chip 14:1230–1245.

9. Testa G, Persichetti G, Bernini R (2016) Liquid core ARROW waveguides: a promising photonic structure for integrated optofluidic microsensors. Micromachines 7:47.

10. Mishra K, Van Den Ende D, Mugele F (2016) Recent developments in optofluidic lens technology. Micromachines 7:102.



※ 이 자료의 분석은 과학기술연합대학원대학교의 김민경님께서 수고해주셨습니다.