Abstract:
본 발명은 막오염의 진행 추이를 관측하기 위해 막여과 시간에 따른 용질배제율(solute rejection) 및 멤브레인 전위(membrane potential)를 동시에 연속적으로 모니터링할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 막여과 중의 임의의 시간에서 막의 상하류측 사이의 미세 압력차 변화에 따른 전위차 변화를 감지하여 멤브레인 전위를 측정함과 동시에 입자의 농도 변화로 결정되는 용질배제율, 그리고 투과플럭스(permeate flux)를 동시에 연속적으로 측정할 수 있는 막여과 장치 및 방법을 제공한다. 막오염 진행 추이를 판단하는 방법에 있어서, 기존의 투과플럭스 측정법 뿐만 아니라 멤브레인 전위 측정 방법으로도 가능하도록 기술적 진보성을 실현하였다. 또한, 종래의 장치로는 일정한 시간 간격마다 막을 계속적으로 교체하면서 주어진 시간에서의 막오염 정도를 부분적으로만 알 수 있었지만, 본 발명의 장치 및 방법으로는 초기에 장착된 막으로 막여과에 아무 교란을 주지 않으면서 막여과 시간에 따른 막오염 진행 상태를 연속적으로 관측할 수 있다. 따라서, 막오염 발생과 발달 시점 및 막 교환이 필요한 시점을 판단할 수 있는 구체적 지표를 제공한다.
Abstract:
마이크로플루이딕 칩 내의 경계면 미끄럼 속도를 측정하는 미세유체역학 장치에 있어서, 채널 내부의 용액의 흐름에서 나타나는 채널 벽면과 용액 경계면에서의 미끄럼 속도를 측정할 수 있도록 내부에 용액이 흐르게 설계된 마이크로플루이딕 칩; 상기 마이크로플루이딕 칩에 전기삼투 흐름을 제공하는 전기장 공급기; 및 상기 마이크로플루이딕 칩에 압력구동 흐름을 제공하는 펌프를 포함하고, 상기 마이크로플루이딕 칩은 용액의 전단속도 변화 또는 채널의 폭 변화에 따른 미끄럼 속도 측정이 가능하게 설계되고, 압력구동 및 전기삼투에 의한 채널 내부의 용액 흐름을 선택적으로 구현하도록 설계된 것을 특징으로 하는 미세유체역학 장치가 개시된다. 본 발명에 따르면, 하나의 압력차 내지는 전기장 값에 대해서 전단속도가 각각 달라지도록 설계된 여러 개의 채널 부분과 한 개의 채널에서 채널폭이 달라지도록 설계된 채널 부분을 하나의 칩 위에 형성하여 측정하므로, 측정시간이 대폭 단축되고 결과의 정확성도 향상될 수 있다. 마이크로플루이딕스, 마이크로 채널, 미끄럼 속도, 미세유체역학, 마이크로플루이딕 칩, 입자궤적 속도법
Abstract:
PURPOSE: A ballast water processing device and a method thereof are provided to minimize ecosystem disturbance when the ballast water is discharged and improve the removal efficiency of the particulate matter and microorganism. CONSTITUTION: A ballast water processing device includes an intake pump(101) which is included in one side of a ship and gathers the seawater, a separation film(103) which filters particulate matter and microorganism included within the seawater, and a ballast tank(105) storing the processing water passing through the separation film. The ballast water processing device includes a tank(106) for backwash. The processing water within the ballast tank is applied to the tank for backwash for the use of the backwashing number. The tank supplies the backwashing water to the separation film and removes the foreign material on the separation film.
Abstract:
본 발명은, 미세채널로 전해질 용액이 흐를때 헬름홀츠-스몰루초스키(Helmholtz-Smoluchowski)의 계면동전기(electrokinetic) 원리에 의해 발생하는 흐름전위(streaming potential) 현상을 기본으로 한, 에너지원으로서 적용가능한 새로운 개념의 마이크로 전지(micro power cell)에 관한 것이다. 이 시스템의 핵심인 흐름전위 셀(streaming potential cell)은 미세기전시스템(micro-electromechanical system: MEMS) 공정과 미세가공(microfabrication) 기술로 제작된 polydimethylsiloxane (PDMS) 마이크로플루이딕 칩(microfluidic-chip)으로 구성되므로 전지의 극소형화를 실현할 수 있다. 100개의 단일 채널이 일정한 간격의 병렬로 평행하게 정렬된 다중 채널(multi-channel) 형식으로 설계된 특징을 갖고 있는 칩은 유체의 유입구 및 유출구, 분배부(distributor) 및 취합부(collector), 그리고 전극 삽입부 등 최적의 기하학적 구조를 갖고 있다. 계면동전기(electrokinetics), 흐름전위(streaming potential), 마이크로플루이딕 칩(microfluidic-chip), 마이크로 전지(micro power cell), 다중 미세채널(multi-microchannel), 미세가공(microfabrication)
Abstract:
본 발명은, 여러층으로 적층된 미세채널로 전해질 수용액이 흐를때 계면동전기(electrokinetic) 원리에 의해 발생하는 흐름전위(streaming potential) 현상을 기본으로 한, 에너지원으로서 적용가능한 새로운 개념의 마이크로 전지(micro power cell)에 관한 것이다. 이 시스템의 핵심인 흐름전위 셀(streaming potential cell)은 미세기전시스템(micro-electromechanical system, MEMS) 공정과 미세가공(microfabrication) 기술로 제작된 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS) 마이크로플루이딕 칩(microfluidic-chip)으로 구성되어 전지의 극소형화를 실현할 수 있다. 한 개의 마이크로플루이딕 칩에는 약 200개의 채널이 원의 중심을 기준으로 일정 간격으로 병렬로 정렬된 방사상의 다중 채널(multi-channel) 형식으로 설계되어 있다. 이러한 원판형 다중 채널 형식은 유체의 균등한 유입과 유출 효과를 얻을 수 있다. 원판형 마이크로플루이딕 칩을 여러개 적층시켜 채널 갯수가 증가된 적층칩을 내장하고, 유체의 유입구 및 유출구, 분배부(distributor) 및 취합부(collector), 그리고 전극 삽입부 등 최적의 기하학적 구조로서 향상된 에너지를 발생하는 셀 소자(cell device)를 제작하였다.
Abstract:
본 발명은 중공사의 미세 기공을 투과하여 나오는 나노미터 크기의 입자의 시간 경과에 따른 농도 변화를 검출한 후 이것을 이용하여 물질전달 원리로부터 확산계수를 산출할 수 있도록 한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 기공이 형성되어 있고 입구 및 출구를 갖는 중공사 내부 공간으로 입자가 분산된 제1 유체를 유동시키고, 입구 및 출구를 갖고 상기 기공을 통해 상기 내부 공간과 연통하는 상기 중공사 외부 공간으로 전해질 용액의 제2 유체를 상기 제1 유체와 동일한 방향의 선속도로 유동시키는 단계와, 상기 외부 공간의 출구에서 상기 제2 유체에서의 시간에 따른 상기 입자의 농도변화를 검출하는 단계와, 상기 입자의 시간에 따른 농도 변화를 이용하여 확산계수를 산출하는 단계를 포함한다.
Abstract:
본 발명은, 다공성 멤브레인을 이용한 입자분산액의 한외여과 수행시 농도분극층에서의 입자의 농도분포를 산출하여, 입자들의 쌓임에 의한 농도분극 오염을 예측하는 방법 및 이를 수행하는 프로그램을 저장한 기록매체에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 여과플럭스 실험데이터와 여기에 수치해법을 적용하여 계산한 농도구배 확산계수로부터 농도분극층에서 입자의 농도분포를 산출할 수 있다. 본 발명을 이용함으로써, 입자분산액의 멤브레인 여과 프로세스에서 필연적인 농도분극 오염에 대한 정량적인 예측이 가능하며, 오염특성 제어 및 설계의 기본자료를 확보할 수 있다.