Extraction of $Cd^{2+}$ ion in aqueous two-phase system was applied to microfluidic devices. The devices were fabricated by soft lithography method with PDMS elastomer. $Cd^{2+}$ ion transportation from one solution to another solution was mainly done by diffusion in the microchannels. The effects of the flow rate of the two solutions, electric field and the interfacial area on the extraction $Cd^{2+}$ ion were investigated.
In aqueous two-phase, which was formed by dissolving tetrabutylammonium bromide (TBAB) and ammonium sulfate enhanced the extraction of $Cd^{2+}$ ion. Droplet formation at the interface of the two-phase was observed. The extraction efficiency of $Cd^{2+}$ ion in the aqueous two-phase system using the microfluidic device was about 25%.
미세 유체 시스템은 빠른 반응 시간과 넓은 비면적 등의 장점을 가지고 있어, 많은 연구에 응용되고 있다. 본 연구에서는 수성이상계를 이용한 카드뮴 이온의 추출을 미세 유체 시스템에 적용하여 보았다.
PDMS를 이용하여 soft lithography 방법으로 미세 유체 소자를 제작하였다. 카드뮴 이온의 미세 유체 시스템 내에서의 이동을 원자 흡광도법을 이용하여 카드뮴 이온의 농도를 측정함으로써 조사하였다.
수성이상계가 만들어지지 않는 경우, 계면을 통한 카드뮴 이온의 이동은 주로 확산에 의한 것으로 여겨진다. 흐름 속도를 달리하여 카드뮴 이온의 분리를 조사한 경우, 흐름 속도가 느릴수록 카드뮴 이온이 이동할 수 있는 시간이 많아지므로 더 높은 추출 효율이 관찰 되었다. 전기장을 미세유체 채널에 가해줄 경우, 계면의 위치가 이동하는 효과가 나타났다. 채널에서 유체가 만나는 계면의 면적을 넓히기 위해 높이가 높고 길이가 긴 소자를 제작하였다. 두 유체의 접촉 시간과 면적이 넓어지면, 카드뮴의 추출 효율이 높아지는 것이 관찰되었다.
수성이상계가 형성될 경우, 추출 효율은 크게 증가하였다. 두 용액의 계면에서는 작은 유체 방울이 형성되는 것이 관찰되었다. 또한, 수성이상계의 형성은 카드뮴 이온의 이동을 빠르게 하는 것이 관찰되었다.
