KOSEN 한인과학기술자네트워크

I. INTRODUCTION

II. FUNDAMENTALS OF SHEAR VISCOMETRY

III. LIMITATIONS OF MACROSCALE SHEAR VISCOMETRY
A. Low-viscosity fluids
B. Small sample volumes
C. Inertial and secondary flows
D. Interfacial artifacts
E. Small-gap errors

IV. SIGNIFICANCE OF MICROFLUIDICS FOR RHEOLOGY
A. Small length scales and geometric confinement
B. Access to unique flow regimes
C. Characterization of flow and microstructure
D. Technological benefits

V. MICROFLUIDIC SHEAR VISCOMETRY: BASIC PRINCIPLES AND METHODS
A. Pressure sensing viscometers
B. Flow rate sensing viscometers
C. Surface-tension viscometers
D. Co-flowing stream viscometers
E. Diffusion viscometers
F. Velocimetry-based viscometers
G. Viscosity indexing devices
1. Electrowetting-based viscometer
2. Vibrating element-based viscometer
3. Droplet-based viscometer

VI. CHALLENGES AND FUTURE DIRECTIONS
A. A continuous and broad range of shear rates
B. Point-of-care rheology
C. High throughput
D. Multifunctionality
E. Integration of advanced optical techniques

VII. CONCLUSIONS

일반적인 유체역학에서 다루는 유체는 물과 같은 뉴토니언 유체이지만, 실제 생체유체 등과 같은 자연계에 존재하는 유체는 비뉴토니언 성질을 같기 때문에 최근 유변학에 대한 관심이 증폭되고 있다. 정상상태의 전단점도는 이러한 유체의 성질을 나타내는 가장 핵심적인 지표로써 기존의 벌크 크기의 시스템에서는 측정할 수 있는 한계가 있다. 이에 최근 미세유체역학 장치의 발달에 힘입어 자동화되고 다양한 성질의 인자를 통시에 측정할 수 있는 기술이 발전하고 있다. 다양한 광학적 요소와의 집적으로 인하여 단일 유체가 아닌 복잡 유체 (complex fluid)의 정상상태 전단점도도도 측정이 가능해졌다. 이에 본 원문에서는 점도도를 측정함에 있어서 사용되고 있는 다양한 미세유체역학 장치 기술을 소개하고 이들의 장담점과 향후 발전 방향에 대해 상세히 다루고 있어 유변학과 미세유체역학 장치를 결합하는 독자에게 큰 도움이 될 것으로 판단된다.