마이크로플루이딕 칩에서 마이크로플루이드의 자가 구동은 미세 및 나노 유로 제작 기술에 의해 제한된다. 따라서 톱니 모양의 미세 팁이 분포된 다이아몬드 롤러 휠을 사용하여 단단하고 취성이 강한 칩 재료 표면에 미세 및 나노 유로를 가공하는 방법이 제안되었다. 실험 연구를 통해 미세 및 나노 유로 형성 메커니즘을 분석하고 공정 매개변수와 재료 특성의 작용 메커니즘을 연구하였으며 자가 구동 마이크로 유체 거동 특성을 탐구하였다. 결과에 따르면 일정한 절입 깊이와 공기 압력 하에서 롤러 미세 팁의 재료 접촉면에 응력 집중이 발생하고, 인덴트 사이 균열 관통 값에 도달하면 롤러 구름 속도보다 훨씬 빠른 속도로 재료 표면에 나노 유로가 형성되며, 재료 강도 한계를 초과하면 마이크로 유로가 형성되고, 최대 응력 증가에 따라 깊이 대비 너비 비율이 증가한다. 단결정 탄화규소, 사파이어 및 광학 유리에서 나노 유로 형성 최대 응력 범위는 각각 266~750 MPa, 256~600 MPa 및 74~150 MPa이며, 광학 유리의 나노 유로 깊이 대비 너비 비율은 최대 1.1이고 표면 거칠기는 1 nm에 불과하다. 낮은 경도 재료는 높은 깊이 대비 너비 비율의 나노 유로를 생성할 수 있으며, 높은 파괴 인성 재료는 최고의 표면 품질을 나타낸다. 또한 나노 유로는 최대 0.055 mm/s의 속도와 0.001 μm³/s 이하의 용량으로 미세유체를 자가 구동할 수 있다.

미세 및 나노 유로;다이아몬드 롤러 휠;단결정 탄화규소;사파이어;광학 유리