표제지
목차
1. 과제현황 1
2. 연구개발 목표대비 실적(당해연도 연구계획서상의 목표) 1
3. 사업진도 및 추진실적 2
4. 주요 연구개발 내용 및 결과 2
4.1. 개발 시스템의 구성 2
4.2. 초소형 연소기 개발 3
(1) 초소형 연소기 기본 설계 3
(2) 연소기 개념설계 4
(3) Pre-prototype 마이크로 연소기 설계/제작 및 점화 및 연소특성 실험 7
(4) 초소형 사이클론 연소기 설계/제작 및 연소특성 실험 8
(5) 초소형 사이클론 연소기의 벽면온도 10
(6) 초소형 사이클론 연소기의 소형화(Scale-down) 11
(7) 초소형 연소기용 공기 공급 장치 설계 11
4.3. 초소형 열전모듈 개발 13
(1) 발전용 열전모듈 기초 조사 13
(2) 열전 박막 제작 및 특성 평가 14
(3) 열전발전 모듈 제작 공정 및 마스크 설계 19
(4) 열전모듈의 발전 효율 예측 21
(5) 열전모듈의 출력 성능 평가 장치 구축 23
4.4. 온칩형 바이오 진단 디바이스 기술 개발 26
(1) 분석대상물질의 선정 26
(2) Micro Pump 및 Mixer의 설계기술 개발 29
(3) Micro Column 및 Sensor 설계기술 개발 31
(4) 디바이스 레이아웃 및 개념설계 32
5. 당해연도 연구성과 34
6. 차년도 연구계획 요약 35
7. 기대되는 성과(예상효과) 및 활용계획 36
8. 2006년도 중간점검시 지적된 사항 및 개선내용 36
9. 기타 애로 및 건의 사항(필요시) 36
당해연도 연구성과 세부내역 37
표 2.1. 각종 연료의 연소시 필요한 공기량 비교(출력 33W, 당량비(Φ) = 1.0 기준) 5
표 2.2. 열영상에서 선택된 각 점에서의 온도값 (K) 10
표 3.1. 설계변수. 15
표 3.2. L9 (3⁴) 직교배열표. (이미지참조) 15
표 3.3. Transport properties. 17
표 3.4. P-type Poly-Si Film 특성 측정값. 17
표 3.5. Power Factor 반응표 (μWm-¹K-²) 18
표 3.6. 최적화된 poly-Si 박막의 Transport Property. 19
표 3.7. 최적화된 poly-Si 박막의 Power Factor. 19
표 4.1. 널리 알려진 암질환 관련 바이오마커 목록 27
그림 2.1. 부탄연료(16.7㎖/min)에 필요한 당량비별 공기량 4
그림 2.2. Quartz 튜브내 예혼합화염의 안정화 선도 6
그림 2.3. 마이크로 연소기와 TEM을 이용한 동력발생장치 개요도 7
그림 2.4. 제작된 사각형태의 초소형 예혼합 연소기 8
그림 2.5. 초소형 사이클론 연소기 구상도 및 제작된 연소기 사진 9
그림 2.6. 초소형 사이클론 연소기(Quartz로 제작) 내부에 안정화된 화염형태 가시화 발열량: 33W, 연료유량 : 52.3 sccm, (a), (a') : 당량비 1.0,(b), (b') : 당량비 0.8 9
그림 2.7. 초소형 사이클론 연소기(Model 1)의 화염안정화 선도 9
그림 2.8. 외부 하우징과 결합된 초소형 사이클론 연소기 사진 10
그림 2.9. 내부 사키을론 연소기 사진과 벽면온도(좌측) 및 외부 하우징 사전과 벽면온도(우측) 10
그림 2.10. 초소형 사이클론 연소기 Model 1과 Model 2의 치수 및 사진 11
그림 2.11. 공기공급 블로워 설계사양 선정 11
그림 2.12. 공기공급 블로워 임펠러 3차원 설계 형상(1차 설계0 12
그림 2.13. 마이크로 블로워 3차원 유동해석 결과 12
그림 2.14. 임펠러 형상 최적화 과정 13
그림 2.15. 블로워 임펠러 최적설계 형상 13
그림 3.1. 열전 재료의 성능 특성 14
그림 3.2. Poly-Si 박막 제조공정. 14
그림 3.3. Poly-Si 박막 제작 사진. 16
그림 3.4. X-ray diffractometer 분석 결과. 16
그림 3.5. (a) TEOS 두께, (b) Poly Si, (c) 이온주입 에너지, (d) 이온주입량의 변화에 따른 Power Factor 반응그래프. 18
그림 3.6. 최적화된 poly-Si 박막의 SEM 사진. 19
그림 3.7. Column형 Poly-Si 박막 마이크로 열전발전기 시작품의 (a) 전체 그림과 (b) 확대한 그림. 20
그림 3.8. Column형 Poly-Si 박막 마이크로 열전발전기 시작품 제조 공정. 20
그림 3.9. (a) 전체 마스크 패턴과 (b) 확대한 이미지. 21
그림 3.10. (a) #2 P type, (b) #3 N type, (c) #4 Top Electrode, (d) #5 Poly Si, (e) #6 Bottom Electrode, (f) #7 Via Hole, (g) #8 Lift Off 패턴의 현미경 사진 (현미경 배율 : 50배). 21
그림 3.11. 열전모듈의 온도비에 따른 최대 효율 변화 23
그림 3.12. 열전모듈을 이용한 발전 성능 실험 장치 23
그림 3.13. 열전모듈 및 시험장치 온도 제어 24
그림 3.14. 저항, 온도차에 따른 전류 변화 25
그림 3.15. 저항, 온도차에 따른 전압 변화 25
그림 3.16. 저항, 온도차에 따른 전력 변화 25
그림 3.17. 온도차에 따른 전류, 전압의 변화 26
그림 3.18. 온도차에 따른 발생전력의 변화 26
그림 4.1. ELISA법에 의한 PSA 분석 protocol 28
그림 4.2. ELISA법에 의한 PSA 분석실험 결과 28
그림 4.3. ELISA sample preparation procedure 29
그림 4.4. 마이크로 칩 내에 ELISA protocol의 구현시 고려사항 29
그림 4.5. 유로 크기 및 전해질 특성이 펌프 성능에 미치는 영향 30
그림 4.6. 펌프 구조 개선 30
그림 4.7. 수직방식 PZT mixer의 개념도 30
그림 4.8. 믹서의 해석 모델 30
그림 4.9. 수직형 마이크로 믹서 31
그림 4.10. 마이크로 믹서의 성능 비교실험 (아래의 수직형의 성능이 우수함) 31
그림 4.12. 온도에 따른 칼럼의 유동 저항 변화 32
그림 4.13. Schematics of Detection with Quantum Dot 32
그림 4.14. 온칩 바이오 진단 디바이스 개념도(안) 33
그림 4.15. 혈액불리기 및 효소주입 후 건조 후 혈장추출부 SEM 사진 33
그림 4.16. 전극식 온칩디바이스 시작품 및 전기화학적 분석 실험결과 34