마이크로유체학 및 나노유체학

정밀 유체 조작

마이크로플루이딕스와 나노플루이딕스는 각각 마이크로미터 및 나노미터 크기의 채널에서 매우 작은 유체 부피를 조작하는 빠르게 성장하는 분야입니다. 이러한 기술은 화학 및 생물학 연구, 의료 진단, 산업 환경에서 광범위하게 활용되며, 화학 및 생물학적 반응을 위한 소형화된 플랫폼을 제공하는 랩온어칩(lab-on-a-chip) 장치 개발을 가능하게 합니다.

이 장치들은 시료 사용량 감소, 반응 시간 단축, 향상된 감도와 같은 장점을 제공하여 신약 개발, 현장 진단(point-of-care diagnostics), 환경 모니터링에서 중요한 가치를 갖습니다. 마이크로플루이딕 장치는 다양한 구조를 포함할 수 있으며, SU-8 및 mr-DWL과 같은 레지스트가 사용되며, DWL 및 MLA 시리즈와 같은 직접 패터닝 리소그래피 도구로 패터닝됩니다.

한편, 나노플루이딕스는 나노 및 바이오 기술 응용 분야에서 극히 작은 액체 부피를 정밀하게 다루어야 하기 때문에 매우 중요합니다. 이 분야에는 DNA 시퀀싱, 분류, 조립, 그리고 나노입자, 단백질, 효소, 바이러스의 조작이 포함됩니다. 나노플루이딕 구조는 우수한 형상 제어가 필요하며, 생체적합성 폴리머와 에폭시를 포함한 다양한 재료가 사용될 수 있습니다. NanoFrazor는 그레이스케일 패터닝 기능을 사용하여 나노플루이딕 시스템을 효율적으로 제작할 수 있게 합니다. 폐루프(losed-loop) 리소그래피 방식과 통합된 표면 형상 센서는 높은 정확도와 초고해상도를 보장하여 나노플루이딕스 응용 분야에 유리합니다. 기술이 발전함에 따라 마이크로플루이딕스와 나노플루이딕스는 기초 연구에서 의료 진단에 이르기까지 다양한 분야에서 점점 더 중요한 역할을 하게 될 것입니다.

매끄러운 표면

고종횡비 구조

초고해상도 홀 및 채널

채널용 정확한 그레이스케일 리소그래피(파티클 안내)

고해상도(DWL 및 MLA 시리즈) 및 초고해상도(나노프레이저)

작은 직경의 구멍과 좁은 채널을 패턴화

그레이스케일 리소그래피(DWL 시리즈, µMLA 및 나노프레이저)

단순하거나 복잡한 2.5D 지형(예: 테이퍼 채널)을 패턴화하는 데 사용됩니다.

높은 종횡비

수직 측벽이 있는 키가 큰 채널(MLA 시리즈)

언더컷 없음

이 구조는 복제에 사용할 수 있습니다.

나노 스케일 열 변환(나노프레저)

예: 아민기의 국소 결합

어플리케이션 이미지

SU-8로 제작된 마이크로플루이딕 칩

SU-8로 제작된 마이크로플루이딕 칩, 곡선형 채널, 너비 200 µm

SU-8로 제작된 마이크로플루이딕 칩, 혼합기 포함, 기둥 지름 150 µm

SU-8로 제작된 마이크로플루이딕 칩, 혼합기 포함, 기둥 지름 150 µm

SU-8로 제작된 마이크로플루이딕 칩, 폐액 저장소 포함, 채널 너비 150 µm

유체 혼합용 미세 채널이 있는 마스크리스 리소그래피 제작 마이크로플루이딕 장치. — 마스크리스 리소그래피로 제작된 25 µm 두께의 SU-8 내 마이크로플루이딕 채널.

미세유체 혼합기는 미세 규모에서 액체를 안전하고 철저하게 혼합하는 데 사용됩니다. — 이 이미지는 100 μm 두께 SU-8로 만든 미세유체 혼합기 마스터입니다. MLA 150의 375nm 파장 옵션으로 패터닝할 수 있습니다. 이러한 구조는 일반적으로 PDMS를 이용한 소프트 리소그래피로 전사됩니다.

생명공학 및 의공학 및 나노유체학: NanoFrazor Explore로 패턴화된 힘줄 조직. — 힘줄 조직의 나노구조(왼쪽: 원래 힘줄의 AFM 이미지)가 NanoFrazor Explore를 사용하여 생체 적합성 PPA 감광제에 패터닝되고 이미징됨(오른쪽 이미지). (출처: 멜버른 나노패브리케이션 센터, 2019년 발표)

생명공학 및 의공학: 브라운 운동 기반 나노입자 정렬 장치, NanoFrazor로 패턴화된 나노유체 응용 예시 — NanoFrazor 패터닝을 통해 단 나노미터 정밀도로 제작된 나노유체 래칫. (출처: IBM 리서치, 2018년 Science 및 PRL 논문)

생명공학 및 의공학: NanoFrazor Explore로 패턴화된 초고해상도 효소 조립체, 나노유체 응용 예시 — NanoFrazor Explore로 작성된 10nm 너비의 라인에 포획된 Thermolysin 효소. (출처: NYU Riedo 그룹, 2019년 발표)

적합한 시스템

µMLA 마스크리스 얼라이너

마스크 없는 얼라이너

래스터 스캔 및 벡터 노출 모듈을 갖춘 구성 가능한 소형 탁상형 마스크리스 얼라이너입니다.

MLA 150 마스크리스 얼라이너

마스크 없는 얼라이너

신속한 프로토타입 제작을 위한 가장 빠른 마스크리스 도구로, 마스크 정렬기를 대체합니다. 표준 바이너리 리소그래피에 적합합니다.

DWL 66⁺ 레이저 리소그래피 시스템

직접 쓰기 레이저 리소그래피 시스템

다양한 해상도와 다양한 옵션을 갖춘 연구 및 시제품제작을 위한 가장 다재다능한 시스템입니다.

DWL 2000 GS / DWL 4000 GS 레이저 리소그래피 시스템

직접 쓰기 레이저 리소그래피 시스템

시중에서 가장 진보된 산업용 그레이스케일 리소그래피 툴입니다.

NanoFrazor 나노리소그래피 도구

열 스캐닝 프로브 리소그래피 시스템

열 스캐닝 프로브 리소그래피, 직접 레이저 승화, 첨단 자동화를 결합한 다재다능하고 모듈식인 최첨단 연구개발(R&D) 도구.