Recently, vapor-driven solutal Marangoni effect has been used as a flow control method inside a sessile droplet. It can be applied in various areas such as particle deposition, droplet interaction, and mixing. Unfortunately, although many researches have been done to applicate it in various areas, there are few researches to investigate and analyze the internal flow pattern theoretically. Therefore, in this thesis, we observe the internal flow pattern by using particle image velocimetry and develop theoretical models to understand the flow. Based on the theoretical models, we predict the internal flow pattern and explain how the flow is generated by vapor-driven solutal Marangoni effect. Furthermore, we show that various internal flow patterns can be generated by the arrangement of the vapor sources, and the flow speed and the time duration of the Marangoni flow can be changed by different volatile liquids.
최근, 액적 내에 유동을 제어하기 위한 방법으로 증기형 용질성 마랑고니 효과가 사용되고 있다. 이러한 효과는 입자의 증착이나 액적 사이의 상호작용, 그리고 액적 내부에 혼합에 적용될 수 있다. 그런데, 이를 여러 분야에 적용하는 연구는 많이 이루어졌지만 내부의 유동을 이해하고 이론적으로 분석한 경우는 거의 없다. 따라서, 본 연구에서는 입자영상유속계를 이용해 내부 유동을 관측하고 유동을 설명할 수 있는 이론 모델들을 수립했다. 이러한 이론 모델들을 통해 증기형 용질성 마랑고니 효과의 내부 유동의 패턴을 예측하고, 증기형 용질성 마랑고니 효과로 인해 액적 내부에 유동이 생기는 원리에 대해 설명했다. 또한, 증기 소스의 배치에 따라 액적 내부에 다양한 유동의 패턴이 생성될 수 있으며, 휘발성 용액의 종류에 따라 마랑고니 유동의 속도와 지속시간이 달라질 수 있다는 것을 보였다.
