초고속 단일 분산 나노리터/피코리터 액적 제작은 디지털 PCR, 질량 분석, 세포 선별 등 생명 의학 분야에서 매우 중요하지만 기존 기술의 제작 속도는 초당 1,000개에 불과합니다. 본 논문은 원심력과 마이크로 노즐 배열을 결합한 마이크로유체 칩을 제안하여 초고속 액적 제작을 실현하였습니다. 먼저, 원심 액적 마이크로유체 칩을 설계하였고, 유한요소해석을 통해 마이크로 노즐 크기, 원심 가속도, 유량 등 매개변수가 액적 크기에 미치는 영향을 상세히 분석하여 나노 규모 액적 칩 설계 파라미터를 얻었습니다. 마이크로/나노 가공 방법으로 원심식 액적 생성 칩을 제작하고 액적의 고속 생성 실험을 수행하였습니다. 실험 및 시뮬레이션 결과, 액적 크기는 원심 가속도와 반비례하고 마이크로 노즐 크기와는 정비례하며, 넓은 유량 범위 내에서 액적 크기가 거의 변하지 않아 우수한 강인성을 나타냈습니다. 본 액적 생성 칩은 원심 가속도 250g~500g에서 직경 105~145 μm의 액적을 초당 27,000개 속도로 제작할 수 있으며, 직경 일관성도 우수(CV<3%)하여 초고속 특성을 입증하였습니다.

마이크로유체 칩;액적;원심력;마이크로 노즐;고속