Abstract
소형분석시스템에서 미세채널의 상판이 제거되면 상판에 의한 빛 에너지 손실이 대폭 감소되어 광학측정법으로 대상을 분석할 때 장점을 갖는다. 본 연구에서는 상판이 없는 사각단면 미세채널 내 액체유동을 이해하려는 목적으로 실험과 전산유체역학 해석을 수행하였다. 개방형 사각단면 미세채널에서 입자추적기법으로 유속을 측정하였고, 채널의 단면적 변화에 따른 모세관 유동현상을 이론적으로 해석하였다. 단면의 너비와 높이가 각각 20 ${\mu}m$로 제작된 미세채널의 주입부에 물을 떨어뜨렸을 때 물은 오직 모세관 힘에 의해 미세채널을 따라 이동하였다. 액체의 젖음현상에 영향을 미치는 중요한 유동 파라미터는 채널의 크기와 표면장력, 점성 등으로 볼 수 있으며, 미세채널에서 액체 유동을 조절하는데 이용될 수 있다.
Our study aims to understand the flow of liquid in an open-top rectangular microchannel that can be used in micro total analysis systems ($\mu$-TAS) because it has advantages in terms of light transmission and energy efficiency. We measured the liquid velocity using particle tracking technique and conducted a simulation with computational fluid dynamics by altering the area of channel cross section and channel length for the capillary-driven flow in the open-top rectangular microchannel. When liquid water drops to an entrance of the fabricated microchannel with a height of 20 μm and a width of 20 ${\mu}m$, it flows along the microchannel by only capillary force. In the wetting behavior of the liquid, important parameters of this flow are channel size, contact angle and liquid properties such as surface tension and viscosity, which are used to control the flow of liquid in the microchannel.
