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최근 마이크로 스케일 펌핑기술의 발전

전문가 제언: ○ 최근 바이오?의료분야의 응용을 위한 마이크로펌프에 관한 연구개발이 국제적으로 활발하다. DNA/RNA, 세포와 혈액 등의 처리와 분석, 샘플과 시약의 분석, 인슐린과 같은 약물의 체내 전달을 위한 핵심 디바이스로서 마이크로 펌핑 시스템을 이용하고자 하는 것이 목적이며, 부분적으로는 특허등록과 실용화에 이르고 있다.

○ 마이크로펌프는 일반적으로 1㎕/min의 미소유량을 마이크로유로를 통해 이송시키는 펌핑 시스템으로서 여러 구동방식이 개발되고 있다. 기계식과 비기계식 구동방식의 마이크로펌프로 대별할 수 있는데, 이 논문에서도 기계식 변위와 전기?자기 에너지에 의한 변위타입으로 구분하여 최근의 마이크로펌프의 연구개발 동향을 자세히 분석하고 있다.

○ 그간 압전(piezoelectric), 정전(electrostatic), 열(thermopneumatic, shape memory alloy)과 같은 다이어프램 변위의 마이크로 펌핑 시스템이 많이 연구되었으나, 최근에는 상변화(phase change), 전기삼투(EO), EHD, MHD, 전기습윤(electrowetting), 동전기(electrokinetic), 버블, 점성 등 각각의 구동과 펌핑 메커니즘을 연구하고 이들이 갖는 장점들을 응용하고자 하는 연구가 활발하다.

○ 최근 바이오?의료응용 마이크로펌프에 관한 국제논문 발표상황을 보면, 미국과 유럽 중심에서 일본과 한국, 중국, 대만, 상가포르 등 아시아권 논문 수의 비중이 크게 증가하는 경향이다. MEMS 마이크로펌프 관련 연구논문들이 등장하고 있는 점도 디바이스의 소형화 추세와 결부되어 주목되는 현상 중의 하나이다.

○ 국내에서는 아주대학의 마이크로시스템 연구그룹이 마이크로펌프연구에서 매우 활발하며, POSTECH, KAIST, 서울대, ETRI, 명지대 등 대학로 이 논문의 결론에과 연구기관 중심으로 구동메커니즘과 응용연구가 진행되고 있다. 앞으서 제시하고 있는 “하이브리드 장치 내에 펌핑 메커니즘의 조합”을 통해 응용범위를 넓히기 위한 도전이 국내 연구진에서도 적극적으로 이뤄지기를 기대한다.

저자: B. D. Iverson, S. V. Garimella
자료유형: 학술정보