Microfluidic devices have attracted much attention owing to its applicability in various field such as analysis and chemical reactions. However, due to the low dimension of microfluidic channels, the flow rate is extremely slow in most microfluidic systems. The low flow rate results in a well-defined laminar flow which facilitate the control of the fluids, but it can also result in the inhibition of mixing. To achieve fast mixing, complex channel structures have been introduced that complicate the fabrication process. Extremely fast mixing, on the other hand, can be achieved by operating the device in turbulent regime. In this thesis, microfluidic devices were employed for the turbulent mixing of fluids and the behavior of mixing was characterized.
최근 미세 유체 소자는 진단, 분석 및 화학 반등 연구 등 다양한 분에서 많이 사용되어 왔다. 미세 유체 소자는 낮은 유량을 사용하기 때문에 채널 내에서의 유체 구동을 손쉽게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 이러한 낮은 유량은 유체 간의 혼합을 억제하기 때문에 채널 내에서의 빠른 혼합을 이루기 위해서는 채널의 구조를 복잡하게 변형시켜 주어야 한다. 하지만 미세 유체 소자는 부피에 비해 매우 높은 표면적을 가지고 있어 이를 이용하면 낮은 유량으로도 난류 형성이 가능하고 이를 통해 쉽게 혼합을 이룰 수 있다. 본 논문에서는, 난류 구동이 가능한 미세 유체 소자를 개발하고 이를 통한 유체 간의 혼합에 대한 연구를 진행하였다.
