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PDMS 표면특성에 따른 비균일계 마이크로채널의 유속 변화
노순영(Soon Young Noh),이효송(Hyo Song Lee),김기호(Ki Ho Kim),최재호(Jae Ho Choi),유재근(Jae Keun Yu),윤수경(Soo Kyung Yoon),이영우(Young Woo Rhee) 한국청정기술학회 2007 청정기술 Vol.13 No.3
본 연구에서는 표면특성에 따른 비균일계 마이크로채널에서의 유속 변화를 조사하였다. 비균일계 마이크로채널은 PDMS와 soft lithography를 사용하여 제작하였고, 마이크로채널의 내부 표면 중 아랫면만을 allyl alcohol로 증착하여 친수성을 띠게 하였다. 채널의 길이는 10, 20, 30 ㎜, 너비는 100, 200, 300㎛로 각각 제작하였으며, 채널 내 전기영동에 의한 흐름을 생성하기 위해 외부전압을 가해주었다. 그 결과 동일한 세기의 전기장과 밑면의 친수성 정도가 동일할 때 유속은 같았다. 이는 이론적 결과에 부합하고, 연구가 신뢰성이 있다는 것을 뒷받침할 수 있었다. 같은 친수성을 갖는 밑면일 때 채널의 너비가 증가할수록 유속도 증가하고, 친수성 정도가 큰 채널이 작은 채널보다 유속이 빨랐다. 이 결과는 밑면의 친수성 정도에 따라 채널 유속을 조절할 수 있다는 것을 의미한다. This study investigated the flow rate changes of the heterogeneous rectangular microchannels which have different hydrophilic property on the bottom surface. The heterogeneous rectangular microchannel has three native PDMS (poly-dimethyl siloxane) surfaces which were patterned by the soft lithography. PDMS bottom surface was treated by the argon plasma and coated by the allyl alcohol (99%). The channel length was 10, 20 and 30 ㎜ and the channel width was 100, 200 and 300 ㎛, respectively. Several external voltages were applied to make the fluid flow by the electroosmosis in the microchannel. For the same electric field strength and hydrophilicity of the bottom surface, the flow rate is almost same. This result is matched to the theoretical expectation and confirms that the experimental system is reliable. With increasing the channel width, the flow rate increased for the same hydrophilicity of the bottom surface. The flow rate of the microchannel of higher hydrophilicity was larger than that of the microchannel of lower hydrophilicity. This result implies that the hydrophilicity change of the bottom surface could be applied to control the flow rate in the microchannel.
박근익(Kunyik Park),한삼덕(Sam Duck Han),노순영(Soon Young Noh),배위섭(Wisup Bae),이영우(Young Woo Rhee) 한국청정기술학회 2009 청정기술 Vol.15 No.1
비튜멘으로부터 효과적으로 물을 제거하기 위하여 화학적 항유화제에 의한 물/비튜멘 에멸젼의 분리를 연구하였다. 비튜멘 에멀젼을 모사하기 위해 모사물질로 엔진오일(GS Caltex Deluxe Gold V 7.5W/30, Hyundai gear oil 85W/140)과 아스팔트(AP-5, KS M 2201, ㈜동남유화)를 사용하여 예비실험을 수행하였다. 그리고 오일샌드로부터 추출한 비튜멘을 이용하여 실험하였다. 예비실험으로 수행된 물/오일 에멀젼의 분리실험에서 항유화제를 첨가하지 경우 에멸젼이 분리되지 않았으며, 항유화제의 농도가 낮을 때 Hyundai 엔진오일은 GS Caltex 엔진오일보다 분리효율이 높았다. 그러나 GS Caltex 엔진오일에 비해서 분리효율의 증가율은 낮았다. Hyundai 엔진오일은 GS Caltex 엔진오일보다 점도가 높아서 물의 분산이 잘 이루어지지 않았기 때문으로 판단된다. 그리고 HLB (hydrophilic -lipophilic balance) 값이 높을수록 분리효율이 높았으며, 사용된 항유화제 중 TWEEN 20 (polyoxyethylene sorbitan monolaurate solution)이 가장 좋은 분리효율을 나타내었다. In this study, the separation of water/bitumen emulsion was investigated by chemical demulsification method. Motor oils (GS Caltex Deluxe Gold V 7.5W /30, Hyundai gear oil 85W/140) and asphalt (AP-5, KS M 2201, Dongnam Petrochemical MFG. Co.) were used as model oils in the preliminary experiments to effectively remove water from water/bitumen emulsion. The bitumen extracted from Canadian oilsands was used in this study. The water/oil emulsion was not separated without demulsifiers, and Hyundai motor oil showed higher efficiency of water separation at a low concentration of demulsifier compared with that for GS Caltex motor oil. However, as the concentration increased, the efficiency did not rapidly increase compared with that of GS Caltex motor oil. It was highly speculated that the water phase of Hyundai motor oil was not dispersed well compared with that of GS Caltex motor oil because the viscosity of Hyundai motor oil was much higher than that of GS Caltex motor oil. The demulsifier of higher HLB (hydrophilic - lipophilic balance) value had high separation efficiencies in water/oil emulsion. The TWEEN 20 (polyoxyethylene sorbitan monolaurate solution) showed better separation efficiency than other demulsifiers.