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음향 미세조작

전문가 제언: ○ 바이오 기술과 마이크로 로봇과 같은 마이크로머신 등 새로운 기술 분야의 활성화와 더불어, 생체미립자의 조작(操作) 등을 위한 미소물체 조작 기술에 대한 중요성과 개발 요구가 커지고 있다. 현재 레이저광이나 정전기를 이용한 방법 등 많은 연구가 진행되고 있고, 각 기술은 각각의 고유 특성에 적합한 분야에서 이용될 것이다. 각종 액체와 기체와 같은 유체매질(流體媒質) 중에 있어서는, 비접촉 방식의 미소물체 조작 기술로써 초음파를 이용한 연구가 활발하게 진행되고 있는바, 이에 대하여 설명한다.

○ 현재 국내외적으로 초음파는 초음파 영상기술을 활용하여 의료 분야 진단기, 어군탐지기, 금속탐상기 등에 널리 이용되며, 산업 분야에서는 세척‧세정기, 용착기, 가공기 등으로 광범위하게 활용되고 있다. 또한 초음파 가습기, 미용기, 치료기 등 가정생활 용도로 까지 초음파의 활용이 계속 확대되고 있다. 이와 같이 이미 많은 분야에서 이용되고 있는 초음파를 활용하여 미세조작 등 이와 관련된 많은 연구가 국내외의 많은 연구기관에서 진행되며, 이에 대한 연구 성과도 국제회의에서 활발하게 발표되고 있다.

○ 유체 중을 진행하는 초음파를 물체로 차단할 때 발생되는 미약한 음향방사압(音響放射壓)을 오목렌즈 형상의 진동자 이용 등으로, 힘을 증가시키면, 국부영역에서의 비접촉 미세조작이 가능하다. 또한 주파수 변화와 복수의 진동자를 이용함으로써 다차원적 미세조작까지 가능한 것으로 연구가 진척되고 있다. 그러나 초음파 이용 미세조작 분야는 본격적인 활용을 위해서 아직도 많은 연구가 진행되어야 할 것이다. 음파의 특성상 취약점인 상대적으로 낮은 위치정확도 및 조작정밀도 등의 정밀‧정확도를 향상시키기 위한 연구와 실사용 시의 문제점의 하나인 초음파 발진회로의 소음과 진동의 감소 등도 한 예로 들 수 있을 것이다.

저자: Teruyuki Kozuka
자료유형: 학술정보