KR100787234B1 - 입자 분리 장치 및 입자 분리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 입자 분리 장치는 특성이 상이한 입자들을 용이하게 분리할 수 있도록, 한 종류 이상의 물리적 특성을 갖는 입자가 혼합된 제1 유체와 상기 제1 유체와 인접하여 유통되는 제2 유체가 함께 유통되는 유통 채널과, 상기 유통 채널로부터 이어지며 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 분류(分流)되는 적어도 2개의 유출 채널을 포함하는 채널부, 및 상기 유통 채널에 인접하여 설치되어 상기 제1 유체에 포함된 서로 다른 물리적 성질을 갖는 입자들을 서로 구분하여 분리 유통시키는 필드(Field)를 형성하는 필드 형성부를 포함할 수 있다.

입자 분리 장치, 전기장, 제1 유체, 제2 유체, 필드 형성부

Description

입자 분리 장치 및 입자 분리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SEPARATING PARTICLES}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 입자 분리 장치를 도시한 개략적인 사시도이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 입자 분리 장치가 입자를 분리하는 과정을 도시한 개략적인 구성도이다.

도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 입자 분리 장치에서 전원을 인가하지 않은 경우에 제2 유체와 함께 배출된 은나노 입자를 도시한 사진이고, 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 입자 분리 장치에서 전원을 인가한 경우에 제2 유체와 함께 배출된 은나노 입자를 도시한 사진이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 입자 분리 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 입자 분리 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 입자 분리 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 입자 분리 장치를 도시한 개략적인 구 성도이다.

도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 입자 분리 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 입자 분리 장치를 도시한 개략적인 사시도이다.

도 10은 본 발명의 제8 실시예에 따른 입자 분리 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

본 발명은 입자 분리 장치 및 입자 분리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 다른 물리적 성질을 갖는 입자들이 혼합된 유체에 포함된 입자들을 분리하는 입자 분리 장치 및 입자 분리 방법에 관한 것이다.

입자 분리 장치는 하나의 유체에 포함된 상이한 종류의 입자를 물리 또는 화학적 방법에 의하여 분리하는 장치로서, 흐르는 유체 안에 포함된 입자가 서로 다른 물리적, 화학적, 또는 생리학적 성질을 가질 때, 특정 종류의 입자가 갖는 성질을 이용하여 입자를 분리한다.

본 발명에 따른 입자는 DNA, 단백질, 세포, 효소, 항체 등의 생물학적 입자나 탄소나노튜브, 나노와이어, 금속, 반도체, 폴리머, 화학첨가제와 같은 유기 또는 무기 화합물 등을 총칭하는 것으로서, 단일 개체 혹은 사슬 형태로 유체 안에서 일정한 형태로 존재할 수 있는 모든 것과 자연계의 한 요소로서 일정한 공간을 점유하고 질량을 갖는 것을 포함하는 광의의 개념으로 정의한다.

이때, 물리적 성질이라 함은 유전상수, 극성, ph, 형상, 저항, 커패시턴스(capacitance) 등 여러 특성이 이에 해당되며, 외부에 가해지는 힘으로는 전기장, 자기장, 광에 의한 것들을 예로 들 수 있다.

이러한 물리적 성질이 다른 입자들이 서로 섞여 있을 때, 원하는 속성만 따로 분리하는 것은 매우 중요한 것으로서 많은 연구가 진행되고 있다.

예를 들어, 혈액의 경우 혈장내의 적혈구와 백혈구를 손상없이 분리할 수 있으면 여러 질병 진단을 보다 손쉽게 할 수 있으며, 생리학적으로 정자 중에서 건강한 것과 죽어있는 것을 분리하는 것도 복제, 배양과 같은 생물학적 프로세스에서 매우 의미 있는 일이다.

다른 예로서 물리화학적으로 생산과정에서 물리적 성질을 제어하기가 어려운 탄소나노튜브를 속성에 따라 분리하는 분야에 입자 분리 장치가 사용될 수 있다.

탄소나노튜브(CNT; Carbon Nanotube)는 나노튜브의 대표적인 물질로서 1990년대 초에 일본의 이지마에 의해 발견된 이래로 자체적으로 가지고 있는 뛰어난 성능 때문에 산업계를 비롯한 많은 분야에서 이의 활용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 탄소나노튜브는 가늘고 긴 관의 형태를 가지고 있으며, 관의 벽이 단층 벽으로 이루어진 단일벽 나노튜브(SWNT; Single-Walled Nanotube)와 다층 벽으로 구성된 다중벽 나노튜브(MWNT; Multi-Walled Nanotube)로 구별될 수 있다.

일반적으로 SWNT의 지름은 1nm이하이며, MWNT는 10 내지 100nm 정도지만 제 조하는 조건과 방법에 따라서 지름을 더 작게 만들거나 더 크게 만드는 것이 가능하다. 나노튜브의 길이는 제조 시에 대략 수 ㎛정도의 길이를 가지는 것이 일반적이지만 최근에는 수 mm길이를 가지는 나노튜브를 개발한 사례도 보고되고 있다.

이러한 탄소나노튜브는 무게가 알루미늄보다 가벼운 반면 일반 철보다는 수십배 이상의 강도를 가지고 있으며, 구리보다 전류를 전달하는 능력이 뛰어나고 화학적 물리적 환경에 대하여 매우 강한 특성을 가지고 있다. 또한, 관의 형태이므로 표면적이 넓어서 다른 화학물질을 많이 부착하거나 고정시킬 수 있는 장점이 있어서 연료전지로서도 연구되고 있다.

탄소나노튜브는 제조 시에 반도체성 혹은 금속성의 성질을 띠는 것이 일반적이며, 이러한 성질을 이용하여 FET(Field Effect Transistor), SET(Single Electron Transistor), 나노와이어(Nano wire)로서의 활용이 가능하다. 그리고 전류를 가하면 전자(Electron) 및 엑스선(X-ray)을 만들어 낼 수 있는 특징도 가지고 있어서 전계방출 디스플레이(Field Emitted Display)나 램프(Lamp)용으로 개발되기도 하였다.

이외에도 탄소나노튜브를 이용하는 분야로는 화학 및 생물학적 센서, 복합체 재료(Composite Material), 나노메노리(Nano Memory), 나노 컴퓨터(Nano Computer) 등에의 적용을 위한 연구가 진행되고 있다.

이러한 탄소나노튜브가 여러 산업분야에 적용되기 위해서는 해결해야할 과제가 많이 있다. 그 중에서 매우 중요한 과제 하나가 탄소나노튜브의 제조 시에 서로 다른 성질을 가지는 탄소나노튜브가 혼재된 상태에서 만들어지게 되는 것을 사 전에 조절하여 원하는 성질을 가지는 탄소나노튜브만 제조하는 것이다.

그러나 아직까지 이것을 생산성 있게 만들어 낼 수 있는 방법이 개발되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 많은 연구자들은 이미 생산된 여러 가지 성질을 가진 나노튜브가 섞여 있는 상태에서 원하는 성질을 가지는 나노튜브를 분리해내는 연구를 시도하고 있다.

최근에 크룹게(Krupke)는 유전영동(Dielecrophoresis)을 이용해 반도체성 나노튜브에서 금속성 나노튜브를 분리하여 원하는 전극에 붙이는 가능성을 보여주었다. 이외에도 다른 실험적 연구가 진행되고 있지만 실제 산업계에 필요한 반도체성 나노튜부와 금속성 나노튜브를 분리하고 채집할 수 있는 생산성 있는 방법은 제시되지 못하고 있다.

종래에 사용되는 입자 분리 장치는 하나의 유입구를 가진 채널로 유입된 유체에 혼재된 입자들이 물리적 성질에 의하여 서로 다른 유출구로 배출되도록 하여 분리하는 방법이 널리 사용되고 있다.

그러나 이러한 장치는 하나의 힘을 이용하여 서로 다른 물리적 성질을 가진 입자를 각각 원하는 방향으로 제어하는 것이 쉽지 않다.

즉, 두 개의 입자가 양극과 음극으로 하전된 입자라면 전기장 내에서 용이하게 분리할 수 있지만, 하나의 입자는 양극으로 하전된 입자이고 다른 입자는 전기적 성질을 띠지 않는 입자일 경우, 이러한 입자를 원하는 방향으로 제어하는 것은 상당히 어려운 문제가 있다.

따라서 종래의 장치만으로는 많은 종류의 입자들이 포함된 유체에서 특정 성 질을 갖는 입자만을 분리하는 것이 곤란한 문제가 있다.

또한 은, 금과 같은 무기 나노 입자의 경우에는 상호 간에 응집되는 현상을 해결하기 위해, 계면 활성제(surfactant)를 이용해 입자들을 분산시키게 되는데, 이 때 제조된 나노 입자들만 계면 활성제가 과농도로 포함된 용액에서 분리하는 것이 산업적으로 매우 필요하다. 이를 해결하기 위하여 종래에는 나노 입자들을 원심분리기 등을 이용하여 분리하고 있지만, 시간당 분리할 수 있는 양이 적어 생산성이 낮은 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 물리적 성질이 상이한 입자들이 포함된 유체에서 특정한 물리적 성질을 갖는 입자를 용이하게 분리할 수 있는 입자 분리 장치 및 입자 분리 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 입자 분리 장치는 한 종류 이상의 물리적 특성을 갖는 입자가 포함된 제1 유체와 상기 제1 유체와 인접하여 유통되는 제2 유체가 함께 유통되는 유통 채널과, 상기 유통 채널로부터 이어지며 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 분류(分流)되는 적어도 2개의 유출 채널을 포함하는 채널부, 및 상기 유통 채널에 인접하여 설치되어 상기 제1 유체에 포함된 입자를 제 1 유체로부터 분리하여 제 2 유체와 함께 유출되도록 유통시키는 필드(Field)를 형성하는 필드 형성부를 포함할 수 있다.

상기 필드 형성부는 전원과 상기 전원과 전기적으로 연결되어 전기장을 발생시키는 전극들을 포함할 수 있다.

상기 전원은 교류전원 또는 직류전원으로 이루어질 수 있으며, 교류전원과 직류전원이 전기적으로 연결된 구조로 이루어질 수도 있다.

상기 전극들은 상기 유통 채널의 폭방향으로 같은 쪽 가장자리에 인접하여 설치될 수 있다.

상기 전극들은 상기 유통 채널의 폭방향으로 맞은편 가장자리에 인접하여 설치되며 상기 전극들 사이에는 간극이 형성될 수 있다.

상기 간극은 상기 유통 채널의 폭방향으로 한쪽으로 치우쳐 배치될 수 있다.

상기 전극은 유체의 유동방향으로 진행할수록 상기 전극 사이의 간극이 상기 유통 채널의 폭방향으로 한쪽으로 치우치게 이동하면서, 상기 전극 사이의 간극이 좁아질 수 있다.

상기 전극은 일측 또는 양측 전극이 쐐기 형상으로 형성될 수 있다.

상기 전극은 맞은편 전극과 대향하는 면이 맞은편 전극의 대향면에 대하여 경사진 구조로 이루어질 수 있다.

상기 전극들은 상기 유통 채널의 폭방향으로 돌출된 돌기가 형성될 수 있다.

상기 돌기들은 서로 다른 전극의 돌기들이 서로 교차 배열되고, 상기 유통 채널의 폭방향 일측 가장자리로 갈수록 상기 돌기 사이의 간격이 감소되는 구조로 이루어질 수 있다.

상기 채널부는 상기 유출채널이 설치된 측의 반대측에서 상기 유통 채널과 연통되도록 설치되어 제1 유체와 제2 유체가 유입되는 적어도 2개의 유입채널을 포함할 수 있다.

상기 전극은 상기 유통 채널을 폭방향으로 가로지르는 돌기가 형성되고 상기 돌기는 상기 유통 채널과 제1 유체가 유입되는 상기 유입 채널에 인접하여 설치될 수 있다.

상기 필드 형성부는 상기 유통 채널의 폭방향 일측 가장자리와 인접하여 설치되어 자기장을 형성하는 자석을 포함할 수 있다.

상기 필드 형성부는 상기 유통 채널의 폭방향 일측 가장자리와 인접하여 설치되어 자기장 형성을 유도하는 전극을 포함할 수 있다.

상기 유통 채널은 폭방향 일측 가장자리에 빛이 투과되는 광 투과성 부재가 설치되고, 상기 광 투과성 부재에 인접하여 광원이 설치될 수 있다.

상기 입자 분리 장치는 상기 유출 채널들 중 적어도 어느 하나와 연통되어 상기 유출 채널에서 유입되는 유체에 포함된 입자들을 분리하여 배출시키는 2차 이상의 분리부를 구비할 수 있다.

상기 유통 채널은 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 만나는 합류점(合流點)과 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 분리되는 분류점(分流點)을 구비할 수 있다.

상기 필드 형성부는 전기장, 자기장, 또는 광 필드 중에서 선택되는 어느 하나 또는 2개 이상을 발생시킬 수 있다.

본 발명에 따른 입자 분리 방법은, 한 종류 이상의 물리적 특성을 갖는 입자를포함하는 제1 유체와 상기 제1 유체와 인접하여 유통되는 제2 유체를 합류(合流) 하는 단계와, 함께 유통되는 제1 유체와 제2 유체에 물리적인 힘을 가하는 필드(Field)를 형성하여 적어도 한 입자를 제1 유체로부터 분리시켜 제2 유체와 함께 유통시키는 단계, 및 상기 제1 유체와 제2 유체를 분류(分流)하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 입자 분리 방법에서, 상기 필드는 자기장, 전기장, 전자기장, 또는 광 필드 중에서 선택되는 어느 하나로 이루질 수 있으며, 2개 이상이 함께로 형성된 구조로 이루어질 수도 있다.

본 발명에 따른 입자 분리 방법에서 상기 제1 유체와 제2 유체는 층류유동(Laminar Flow)으로 유동될 수 있으며, 난류유통을 하더라도 부분적으로 혼합되도록 유동될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 입자 분리 장치를 도시한 개략적인 사시도이고 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 입자 분리 장치의 작동 원리를 도시한 개략적인 구성도이다.

상기한 도면들을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 입자 분리 장치는 서로 다른 물질적 성질을 갖는 입자들이 혼합된 제1 유체와 상기 제1 유체(17)와 인접하여 유동되는 제2 유체(16)가 함께 유통되는 채널부(30)와 상기 채널부(30)에 인접하게 설치되어 상기 입자들 중 일부 입자를 제2 유체(16) 쪽으로 끌어당기는 필드(Field)를 형성하는 필드 형성부(40)를 포함한다.

본 발명에서 필드(Field)라 함은 입자에 물리적인 자극을 가하는 특정한 영향력이 미치는 공간을 의하며, 전기장, 자기장, 광 필드, 전자기장 등을 포함하는 개념으로 정의한다.

상기 채널부(30)는 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 각각 유입되는 유입구(31a, 32a)와 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 함께 유통되는 유통 채널(35)과 서로 다른 성분을 갖는 유체가 배출되는 복수개의 유출구(33a, 34a)를 포함한다.

또한, 상기 채널부(30)는 일측 가장자리에 형성되어 제1 유체(17)가 유입되는 유입 채널(32)과 제2 유체(16)가 유통되는 유입 채널(31)을 포함하고, 상기 유입 채널들(31, 32)은 상기 유통 채널(35)에 대하여 경사지게 형성된다. 그리고 상기 유입 채널들(31, 32)이 유통 채널(35)과 만나는 부분에는 양쪽 통로(31, 32)에서 유입되는 유체들이 만나는 합류점(合流點)(36)이 형성된다. 그리고 상기 채널부(30)는 타측 가장자리에 형성되어 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 배출되는 유출 채널(33, 34)를 포함하고 상기 유출 채널들(33, 34)이 만나는 부분에는 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 분류되는 분류점(分流點)(37)이 형성된다.

상기 유입 채널(31, 32)은 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 유입될 수 있도록 각각 제1 유체(17)가 저장된 용기(12)와 제2 유체(16)가 저장된 용기(11)에 연결되고 상기 유출 채널(33, 34)은 분리된 제1 유체(17)와 제2 유체(16)를 저장하는 용기들(13, 14)에 각각 연결된다.

다만 이러한 구조는 예시적인 것이며, 상기 유입 채널(31, 32) 및 상기 유출 채널(33, 34)에는 용기가 아닌 별도의 관이 연결될 수도 있다.

한편, 상기 제1 유체(17)는 상이한 종류의 입자들이 액체 매질인 용매에 혼재된 구조로 이루어지며, 상기 제2 유체(16)는 특정한 입자가 포함되지 않은 액체로 이루어진다.

본 실시예에서는 상기 제1 유체(17) 및 제2 유체(16)가 액체로 이루어진 것으로 예시하고 있지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 상기 제1 유체(17) 및 제2 유체(16)는 기체 등으로 이루어질 수도 있다.

또한, 상기 제2 유체는 특정한 입자를 포함하지 않는 액체로 이루어진 것으로 예시하고 있지만 상기 제2 유체는 경우에 따라서 입자를 포함할 수도 있다.

한편, 상기 제1 유체(17) 및 제2 유체(16)는 서로 혼합되지 않도록 채널부 내에서 층류유동(Laminar Flow)을 하는 것이 바람직하다. 제1 유체(17) 및 제2 유체(16)가 층류유동을 하기 위해서는 레이놀즈 수(Reynolds Number)가 작아야 하는데, 레이놀즈 수는 유체의 종류와 속도 및 유동로의 크기에 따라 달라지는 값으로 유체의 속도가 느리고 수로의 크기가 작을수록 작아진다.

제1 유체(17) 및 제2 유체(16)가 층류유동을 하게 되면 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 서로 섞이지 않고 분산된 입자들도 유동방향으로 힘을 받아 매질과 함께 유동방향으로 이동하게 된다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 난류유동을 하는 경우에도 제2 유체(16)로 입자를 이동시켜 특정 종류의 입자의 밀도를 높일 수 있으므로 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 난류유동을 하여 상기 유체들(16, 17)이 부분적으로 혼합되는 경우에도 본 실시예에 따른 입자 분리 장치가 적용될 수 있다.

한편, 두 유체의 경계면에서는 입자의 확산이 일어날 수 있는 바, 제1 유체(17)에 포함된 입자가 제2 유체(16)로 이동하는 정도는 합류점(36)에서 분류점(37)까지 이동하는 데 소요되는 시간이 클수록 확산도 많이 일어나게 된다.

또한, 제1 유체(17)와 제2 유체(16)는 동일한 유속으로 유통 채널(35)로 유입되는 것이 바람직하다. 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 다른 유속으로 유통 채널(35)로 유입되면 제1 유체(17)와 제2 유체(16)의 경계면에서 난류가 발생하여 상기 유체들(16, 17)이 쉽게 혼합되기 때문이다.

따라서, 본 실시예에 따른 유동 부재(30)는 내부로 유동하는 유체가 층류유동을 하여 유체의 혼합이 최소화되도록 하고, 확산에 의한 입자의 이동도 최소화되도록 설계된다.

한편, 유통 채널(35)의 폭방향 일측 가장자리에는 제1 유체(17)에 포함된 입자들 특정한 물리적 성질을 가진 입자들을 제2 유체(16) 쪽으로 이동시키는 필드(Field)를 생성하는 필드 형성부(40)가 설치된다. 본 실시예에 따른 상기 필드는 전기장(Electric Field)으로 이루어지고, 상기 필드 형성부(40)는 유통 채널(35)에 전기장을 형성할 수 있도록 두 개의 전극(42, 43)과 상기 전극들(42, 43)에 전류를 인가하는 전원(41)을 포함하는 구조로 이루어진다. 본 실시예에 따른 상기 전원(41)은 특정한 주파수를 갖는 교류전원으로 이루어진다. 다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 상기 전원은 직류 전원, 또는 교류 전원과 직류 전원이 연결된 구조로 이루어질 수도 있다.

상기 필드 형성부(40)는 유통 채널(35)의 폭방향 일측 가장자리에 설치되어 상기 유통 채널(35)의 폭방향으로 불균일한 전기장을 형성한다. 즉, 상기 전극들(42, 43)이 모두 상기 유통 채널(35)의 폭방향으로 동일한 가장자리에 인접하게 설치되어 일측 가장자리에 형성된 전기장이 타측 가장자리에 형성되는 전기장보다 세기가 큰 구조로 이루어진다.

이러한 불균일 자기장은 입자에 유전영동(Dielectrophoresis)을 일으켜 전기장의 세기가 강한 쪽 또는 전기장의 세기가 약한 쪽으로 입자를 이동시키게 된다.

본 실시예에 따른 상기 필드 형성부(40)는 양의 유전영동을 하는 물질을 제2 유체(16)로 이동시키기 위하여 제2 유체(16)가 유동하는 쪽에 전극(42, 43)이 설치된다. 다만, 음의 유전영동을 하는 물질을 제2 유체(16)로 이동시키는 경우에는 상기 전극(42, 43)이 제1 유체(17)가 유동되는 쪽에 설치될 수도 있다.

유전영동(Dielectrophoresis)은 매질 안에 놓여진 유전물질(Dielectric Matreial)을 불균일한 전기장(Non-uniform Electric Field) 안에 놓음으로써 전기장의 구배(Gradient)가 크거나 작은 방향으로 유전물질이 이동하게 되는 것을 말한다.

이러한 유전영동 현상은 주로 DNA 또는 세포를 분리하는 생물학 공정에서 많이 이용되고 있는데, 최근에는 나노 스케일의 물질을 이동시키거나 조립하기 위해서도 사용되고 있다.

양의 유전영동은 매질보다 큰 편극성(Polarizability)을 가지는 물질이 큰 전기장의 세기를 가지는 쪽으로 움직이는 형상을 말하며, 이와는 반대로 매질보다 편극성이 작은 물질의 경우는 전기장의 세기가 작은 쪽으로 움직이게 되는데 이를 음의 유전영동이라고 한다. 이때, 편극성은 가해지는 전기장을 형성하기 위해 전압의 주파수와 용액 및 물질의 유전상수(Dielectric Constant)에 의존한다.

본 실시예에 따른 입자 분리 장치를 통하여 분리할 수 있는 대표적인 물질의 예로 탄소나노튜브를 들 수 있다.

유전상수는 실수부와 허수부로 나뉘는데, 대개 금속성 탄소나노튜브의 경우는 실수부와 허수부 모두 매우 큰 값을 가진다. 이에 반하여 반도체성은 유전상수의 실수부는 약 1에 가까운 값을 가지고 있고 허수부는 탄소나노튜브가 존재하는 환경에 따라서 0이거나 작은 값을 가진다.

이로 인하여 금속성은 모든 주파수 대역에서 양의 유전영동을 보이고, 반도체성은 주파수에 따라서 음의 유전영동을 가지는 영역이 있게 된다.

그런데 반도체성 탄소나노튜브의 유전영동의 힘은 금속성 탄소나노튜브와 비교했을 때, 상당히 작은 값을 가진다. 따라서 탄소나노튜브가 유체 속에 잘 분산된 제1 유체(17)를 제2 유체(16)와 함께 유통 채널(35)로 유입시키면 필드 형성부(40)에 의하여 특정한 주파수로 발생된 불균일 전기장이 금속성 탄소나노튜브가 제2 유체(16)로 이동하여 금속성 탄소나노튜브와 반도체성 탄소나노튜브를 분리할 수 있다.

이때, 사용되는 제1 유체(17)의 매질은 탄소나노튜브에 화학적으로나 물리적으로 손상을 가하지 않는 소재로 이루어지며, 만일 탄소나노튜브에 특정한 분자나 화학적 반응을 먼저 일으켜 변형을 바라는 경우에는 그에 필요한 화학적 처리를 거친 후에 탄소나노튜브를 분리하거나 성질에 따라 탄소나노튜브를 분리한 후에 화학 적 처리를 수행할 수 있다.

도 2a에서와 같이, 양의 유전영동을 하는 제1입자(22)와 유전영동을 거의 하지 않는 제2입자(21)가 제1 유체(17)에 포함되어 유통 채널(35)로 유입되면, 유통 채널(35) 내부를 유동하던 제1입자(22)는 불균일한 전기장에 의하여 제2 유체(16) 쪽으로 이동하게 되는데, 이때 유속에 비하여 전기장에 의하여 제1입자(22)에 작용하는 힘이 작은 경우에는 제1입자(22)가 제2 유체(16)로 이동하지 못하고, 제2입자(21)와 함께 제1 유체(17)에 남겨진다.

그러나 도2b에 도시된 바와 같이, 제1 유체(17)의 유속에 비하여 전기장에 의하여 제1입자(22)에 작용하는 힘이 충분히 큰 경우에는 제1입자(22)는 제1 유체(17)에서 제2 유체(16)로 이동하여 제1입자(22)와 제2입자(21)가 서로 다른 유출구(33a, 34a)로 배출된다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 상이한 종류의 입자들이 포함된 제1 유체(17)가 제2 유체(16)와 함께 유동하는 과정에서 제2 유체(16)로 원하는 입자를 이동시켜 입자들을 분리시킬 수 있으므로 여러 가지 입자들 중 특정 성질를 가진 입자만을 용이하게 분리할 수 있다.

실험을 통해, 유입구(32a)를 통해서 은나노 입자가 포함된 용액인 제1 유체을 유입시키고 유입구(31a)를 통해서 제2 유체인 물을 유입시켰을 때, 전극에 전원을 인가하지 않았을 때는, 도 3(a)에 도시된 바와 같이 유출 채널(34)로 제2 유체와 함께 확산 등에 의하여 미세한 양의 나노입자만 배출되었지만, 전원을 인가하였을 경우에는 전극에서 전기장이 형성되어 유전영동에 의하여 은나노 입자들이 제2 유체로 이동하여 도 3(b)와 같이 대다수의 은나노 입자들이 제2 유체와 함께 유출채널(34)로 배출되는 것을 확인할 수 있었다.

본 실시예에서는 필드 형성부가 전기장을 형성하여 유전영동에 의하여 입자들이 이동하는 것을 예시하고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 필드 형성부는 전기장외에 자기장, 광 필드, 전자기장 등의 필드를 형성할 수 있으며, 2개 이상의 필드들을 형성할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 입자 분리 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

본 실시예에 따른 입자 분리 장치는 전기장을 발생시키는 필드 형성부(50)를 포함하고 상기 필드 형성부(50)는 전원(51)과 유통 채널(35)의 폭방향으로 서로 다른 편에 인접하여 설치된 전극들(52, 53)이 구비된 구조로 이루어진다.

상기 전극들(52, 53)은 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 함께 유동되는 유통 채널(35)의 폭방향 양측 가장자리에 각각 설치되고 상기 전극들(52, 53)은 전극(52, 53) 사이에 전기장이 형성될 수 있도록 소정 거리 이격되어 배치되며, 일측 전극(52)은 타측 전극(53)과 마주하는 면이 쇄기 형상으로 이루어진다. 또한, 상기 전극들(52, 53)이 이격된 간극 부분은 유통 채널(35)의 폭방향으로 한쪽으로 치우쳐 배치된다. 만일 본 실시예와 같이 양의 유전영동을 하는 입자를 제2 유체(16) 쪽으로 이동시키기 위해서는 상기 간극이 제2 유체(16)가 유동하는 쪽으로 치우쳐 배치된다.

일반적으로 전극(52, 53) 사이의 거리가 짧은 부분에서 전기장이 세기가 크 게 나타나므로 쇄기형 전극(52)의 첨단 부분과 타측 전극(53) 사이에서 상대적으로 강한 전기장이 발생한다. 따라서 제1 유체(17)에 포함된 입자들 중 일부는 전기장의 세기가 강한 쪽으로 이동하여 제2 유체(16)로 유입됨으로써 입자들이 양쪽으로 분리될 수 있다.

본 실시예와 같이 일측 전극(52)이 쇄기 형상으로 형성되면 첨단부분에서 특히 강한 전기장이 발생하므로 주변지역과의 전기장의 차이가 커서 양의 유전영동을 하는 입자들을 용이하게 이동시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 입자 분리 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

상기한 도면을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 입자 분리 장치는 유통 채널(35)의 폭방향 양측 가장자리에 설치된 전극들(62, 63)과, 상기 전극들(62, 63)과 전기적으로 연결된 전원(61)을 포함하는 필드 형성부(60)가 구비된 구조로 이루어진다.

그리고 일측 유통 채널(35)에 설치된 전극(62)은 타측에 설치된 전극(63)과 대향하는 면이 타측 전극(63)의 대향면에 대하여 경사진 구조로 이루어진다. 그리고 전극들(62, 63) 사이의 간극은 유통 채널(35)의 하류쪽으로 갈수록 감소되며, 또한 상기 간극은 하류 쪽을 갈수록 상기 유통 채널(35)의 폭방향 일측 가장자리로 점점 가까워진다. 본 실시예와 같이 양의 유전영동을 하는 입자를 제2 유체(16)로 이동시키기 위해서는 전극(62, 63) 사이의 간극이 제2 유체(16) 쪽으로 점점 가까워지나, 음의 유전영을 하는 입자를 제2 유체(16)로 이동시키는 경우에는 전극(62, 63) 사이의 간극이 제1 유체(17) 쪽으로 점점 가까워질 수도 있다.

이러한 구조로 전기장의 세기는 하류쪽으로 갈수록 커지며, 그리고 제2 유체(16) 쪽으로 갈수록 전기장의 세기는 더욱 커지게 된다. 따라서 제1 유체(17)에 포함된 입자들 중 양의 유전영동을 하는 입자들은 전기장의 세기가 큰 제2 유체(16)로 이동하게 된다.

본 실시예와 같이, 전극(62, 63) 사이의 간극이 유통 채널(35)의 하류쪽으로 갈수록 감소하면, 양의 유전영동을 하는 입자는 제2 유체(16) 방향과 하류 방향으로 동시에 힘을 받게되어 하류로 진행하면서 제2 유체(16)로 용이하게 이동될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 입자 분리 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

상기한 도면을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 입자 분리 장치는 두 개의 유입 채널(31, 32)과 두 개의 유출 채널(33, 34) 및 제2 유체(16)와 제1 유체(17)가 함께 유통되는 유통 채널(35)이 구비된 채널부(30)를 포함한다.

그리고 상기 유통 채널(35)의 폭방향으로 양측 맞은 편에는 돌기(72a, 73a)가 형성된 전극(72, 73)이 각각 설치되고 상기 전극(72, 73)에는 전원을 공급하는 교류전원(71)과 직류전원(75)이 직렬로 연결된 구조로 설치된다.

상기 전극들(72, 73)에 형성된 돌기(72a, 73a)는 서로 교차배열되는데, 유통 채널(35)의 일측 가장자리에 인접하여 설치된 전극(72)의 돌기(72a) 사이에 타측 가장자리에 인접하여 설치된 전극(73)의 돌기(73a)가 끼워진 구조로 배치된다. 그 리고 돌기들(72a, 73a)은 제2 유체(16)가 유통되는 쪽의 유통 채널(35)의 가장자리로 갈수록 돌기(72a, 73a) 사이의 간격이 감소될 수 있도록 일측 돌기(72a)가 타측 돌기(73a)와 마주하는 면은 타측 돌기(73a)의 대향면에 대하여 경사진 구조로 형성된다.

이에 따라 상기 돌기들(72a, 73a)이 제2 유체(16) 쪽을 갈수록 가까워지는 구조로 형성되어, 상기 돌기(72a, 73a) 사이에 형성되는 전기장의 세기도 제2 유체(16) 쪽으로 갈수록 커진다. 따라서 전기장의 세기에 대하여 양의 유전영동을 하는 입자들은 전기장의 세기가 큰 제2 유체(16) 쪽으로 이동하고 전기장에 영향을 받지 않는 입자는 제1 유체(17)를 따라 유동하므로 성질이 다른 입자들을 분리할 수 있다. 다만 이러한 구조는 양의 유전영동을 하는 입자를 제2 유체(16)로 이동시키는 경우에 대한 일 예이며, 음의 유전영동을 하는 입자를 제2 유체(16)로 이동시키는 경우에는 상기 돌기(72a, 73a) 사이의 간격이 제1 유체(17) 쪽으로 갈수록 가까워지는 구조로 이루어진다.

본 실시예와 같이 전극(72, 73)에 돌기(72a, 73a)가 형성되고 유통 채널(35)의 폭방향으로 돌출된 돌기(72a, 73a) 사이에 전기장을 발생시키는 구조에 의하면, 돌기(72a, 73a)의 형상과 개수를 조절하여 상기 유통 채널(35)의 폭 방향으로 원하는 만큼 전기장의 세기의 구배를 조절할 수 있어서 입자를 보다 용이하게 제2 유체(16) 쪽으로 이동시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 입자분리장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

상기한 도면을 참조하여 설명하면 본 실시예에 따른 입자 분리 장치는 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 유입되는 유입 채널(31, 32)를 구비한 채널부(30)와, 채널부(30)의 폭방향 양측 가장자리에 인접하게 설치된 전극(82, 83)과 상기 전극(82, 83)에 전류을 공급하는 전원(81)을 포함하는 필드 형성부(80)를 포함한다.

그리고 상기 전극(82, 83)은 복수의 돌기(82a, 83a)를 포함하고 상기 돌기(82a, 83a)의 구조는 본 발명의 제 4 실시예와 동일한 구조로 이루어진다.

한편, 상기 전극(82, 83)은 채널부(30)의 유통 채널(35) 뿐만 아니라, 제1 유체(17)가 유입되는 유입 채널(32)까지 연장 설치되어 제1 유체(17)가 유입되는 유입 채널(32)에도 돌기(82a, 83a)가 설치된다.

따라서 제1 유체(17)에 포함된 입자들은 유입 채널(32)에서부터 전기장의 영향을 받으므로 유입 채널(32)을 지나는 동안 제2 유체(16)를 향하여 점진적으로 이동하게 된다. 그리고 제1 유체(17)가 유통 채널(35)로 진입하면 제2 유체(16)와 제1 유체(17)가 접하는 부분으로 이동된 입자들이 전기장에 의하여 제2 유체(16) 쪽으로 더욱 이동하여 다른 입자들과 분리된다.

이와 같이 본 실시예에 의하면 돌기들(82a, 83a)이 유입 채널(35)에서부터 설치되어 입자들을 미리 한쪽으로 이동시킬 수 있으므로, 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 함께 유동하는 과정에서 보다 빨리 입자들을 분리할 수 있다. 따라서 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 접촉하는 시간을 감소시켜 확산에 의하여 다른 입자가 제2 유체(16)로 유입되는 것을 최소화시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 입자 분리 장치를 도시한 개략적인 사 시도이다.

상기한 도면을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 입자 분리 장치는 자기장을 형성하는 필드 형성 장치(87)를 포함하는데, 상기 필드 형성 장치(87)는 상호 이격 설치된 두 개의 자석(85, 86)으로 이루어진다.

그리고 상기 자석들(85, 86)은 유통 채널(35)의 폭방향으로 자기장 세기의 구배가 형성될 수 있도록, 유통 채널(35)의 폭방향으로 동일한 측의 가장자리와 인접하도록 설치된다.

또한 상기 자석들(85, 86)은 하나의 자석(85)이 상기 자석(85)의 N극이 유통 채널(35)과 가깝도록 설치되면, 다른 자석(86)은 S극이 유통 채널(35)과 가깝도록 설치되어 상기 자석들(85, 86)은 서로 다른 극이 유통 채널(35)와 가깝게 설치된 구조로 이루어진다.

이러한 구조로 유통 채널(35)와 가깝게 설치된 N극과 S극 사이에 자기장이 발생하는데, 자석이 설치된 쪽이 자석이 설치되지 않은 쪽보다 자기장의 세기가 크게 된다.

이에 따라 자석이 설치된 쪽으로 제2 유체(16)가 흐르고 그 반대쪽으로 제1 유체(17)가 흐르는 경우, 자기장의 세기가 큰 쪽으로 이동하는 입자를 제2 유체(16) 쪽으로 이동시켜 자기장의 세기가 작은 쪽으로 이동하는 입자 및 자기장의 영향을 받지 않는 입자로부터 분리할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 입자 분리 장치를 도시한 개략적인 사시도이다.

상기한 도면을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 입자 분리 장치는 두 개의 유입 채널(31, 32)과 두 개의 유출 채널(33, 34) 및 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 함께 유통되는 유통 채널(35)이 구비된 채널부(30)를 포함하고, 상기 유통 채널(35)의 일측 면에는 빛이 통과할 수 있는 재질로 형성된 광투과성 부재(35a)가 설치된다.

상기 유통 채널(35)의 폭 방향으로 입사되는 광의 세기가 상이하도록 상기 광투과성 부재(35a)는 상기 유통 채널(35)의 폭 방향으로 일측 가장자리로 치우쳐 설치된다.

본 실시예에 따른 광투과성 부재(35a)는 투명한 판으로 이루어지며 그 소재는 플라스틱이나 유리 등이 될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 광투과성 부재(35a)는 투명한 막이나 기타 빛을 투과시키는 소재로 이루어질 수 있다.

상기 유통 채널(35)과 인접한 부분에는 상기 광투과성 부재(35a)에 빛을 조사하는 필드 형성부(98)가 설치된다. 상기 필드 형성부(98)는 빛을 발생시키는 광원과 상기 광원에 전류를 공급하는 전원을 구비하며 유통 채널(35)의 주변에 광 필드를 형성한다.

그리고 상기 유통 채널(35)의 폭방향으로 서로 다른 세기의 빛이 입사될 수 있도록 상기 필드 형성부(98)는 상기 유통 채널(35)의 폭방향 일측 가장자리와 인접하여 설치된다. 만일, 빛의 세기가 큰 쪽으로 이동하는 입자를 제2 유체(16) 쪽을 이동시켜 분리하고 싶다면 상기 필드 형성부(98)를 제2 유체(16)가 유동하는 편 의 가장자리에 설치하고 빛의 세기가 작은 쪽으로 이동하는 입자를 제2 유체(16)로 이동시켜 분리하고 싶다면 제1 유체(17)가 유동되는 쪽에 필드 형성부(98)를 설치할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 입자 분리 장치는 광투과성 부재(35a)와 상기 광투과성 부재(35a)를 향하여 빛을 조사하는 필드 형성부(98)가 설치되어 빛의 세기에 따라 이동하는 입자들을 한쪽으로 이동시켜서 다른 입자들로부터 용이하게 분리할 수 있다.

도 10은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 입자분리 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

상기한 도면을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 입자 분리 장치(90)는 다단계로 입자들을 분리하는 구조로 이루어진다. 상기 입자 분리 장치(90)는 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 인접하여 유동하는 제1분리부와 상기 제1분리부(95)의 일측 가장자리에 형성되며 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 유입되는 제1유입 채널(91, 92)과 상기 제1분리부(95)의 타측 단부에 형성되며 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 배출되는 제1유출 채널(93, 94)을 포함하며

그리고 제1분리부(95)를 통과한 유체들이 배출되는 제1유출 채널들(93, 94)은 다시 각각 제2분리부(96)와 제3분리부(97)에 연결된 구조로 이루어진다.

즉, 본 실시예에 따른 제1분리부(95)는 두 개의 제1유입 채널(91, 92)과 두 개의 제1유출 채널(93, 94)를 가지며, 각각의 제1유출 채널(93, 94)은 제2분리부(96)와 제3분리부(97)에 연결된다.

제1분리부(95)로는 제1 유체(17)와 제2 유체(16)가 각각 다른 유입 채널(91, 92)을 통해서 제1분리부(95)로 유입되고, 제1분리부(95)를 통과하면서 전기장 등에 의하여 제1 유체(17)에 포함된 일부 입자가 제2 유체(16)로 이동하게되고 분리된 입자를 포함하는 제2 유체(16)는 제1유출 채널(94)를 통해서 제2분리부(96)로 유입되고 나머지 입자를 포함하는 제1 유체(17)는 제1유출 채널(93)를 통해서 제3분리부(97)로 유입된다.

한편, 제2분리부(96)는 제3 유체(16a)가 유입되는 제2유입 채널(96a)과 두 개의 제2유출 채널(96b, 96c)을 포함하고 제1유출 채널(94)를 통해서 유입된 제2 유체(16)는 제3 유체(16a)와 함께 제2분리부(96)를 통과하면서 전기장 등에 의하여 제2 유체(16)에 포함된 일부 입자를 제3 유체(16a)로 전달하게 된다. 그리고 제2 유체(16a)는 제2유출 채널(96c)로 배출되고, 제3 유체(16a)는 제2유출 채널(96b)로 각각 배출된다.

그리고 제3분리부(97)는 제4 유체(16b)가 유입되는 제3유입 채널(97a)과 두 개의 제3유출 채널(97b, 97c)을 포함하고 제1유출 채널(93)을 통해서 유입된 제1 유체(17)는 제4 유체(16b)와 함께 제3분리부(97)를 통과하면서 전기장 등에 의하여 제1 유체(17)에 포함된 일부 입자를 제4 유체(16b)로 전달하게 된다. 그리고 제1 유체(17)는 제3유출 채널(97c)로 배출되고 제4 유체(16b)는 제3유출 채널(97b)을 통해서 배출된다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 입자 분리 장치(90)는 복수개의 분리부(95, 96, 97)가 다단계로 연결되어 셋 이상의 상이한 입자들이 제1 유체(17)에 포함된 경우에도 상기 입자 분리 장치(90)를 통해서 각각의 입자들을 한꺼번에 분리할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면 제1 유체와 제2 유체가 함께 유동하면서 외부 필드에 의하여 특정한 물리적 성질을 갖는 입자들을 제2 유체로 이동시켜 특정한 성질의 입자들을 용이하게 분리할 수 있다.

또한, 입자들을 이동시키는 필드로는 전기장, 자기장, 광 필드 등 다양한 종류의 필드가 적용될 수 있어서 다양한 성질을 가진 입자들을 효율적으로 분리할 수 있다.

또한, 입자 분리 장치가 다단계 구조로 이루어질 수 있어서, 한꺼번에 많은 종류의 입자들을 분리할 수 있다.

한편, 상기 필드가 전기장으로 이루어질 경우, 전극의 구조를 삼각형, 쇄기형 등으로 형성하여 전기장의 세기가 불균일한 필드를 형성하여 유전영동에 의하여 입자들을 제2 유체로 용이하게 이동시킬 수 있다.

또한, 전기장을 형성하는 전극이 돌기를 포함하는 구조로 이루어져 돌기의 형상 및 배치를 통해서 전기장의 세기를 용이하게 조절하여 입자들을 효율적으로 분리할 수 있다.

Claims (25)

1. 한 종류 이상의 물리적 특성을 갖는 입자가 포함된 제1 유체와 상기 제1 유체와 인접하여 유통되는 제2 유체가 함께 유통되는 유통 채널과, 상기 유통 채널로부터 이어지며 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 분류(分流)되는 복수 개의 유출 채널을 포함하는 채널부; 및

   상기 유통 채널에 인접하여 설치되어 상기 제1 유체에 포함된 입자를 제1 유체로부터 분리하여 제2 유체와 함께 유출되도록 유통시키는 필드(Field)를 형성하는 필드 형성부;

   를 포함하고,

   상기 입자 분리 장치는 상기 유출 채널들 중 어느 하나와 연통되어 상기 유출 채널에서 유입되는 유체에 포함된 입자들을 분리하여 배출시키는 2차 이상의 분리부를 갖는 입자 분리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 필드 형성부는 전원과 상기 전원과 전기적으로 연결되는 전극들을 포함하는 입자 분리 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 전극들은 상기 유통 채널의 폭방향으로 같은 쪽 가장자리에 인접하여 설치되는 입자 분리 장치.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 전극들은 상기 유통 채널의 폭방향으로 맞은편 가장자리에 인접하여 설치되며 상기 전극들 사이에는 간극이 형성되는 입자 분리 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 간극은 상기 유통 채널의 폭방향으로 한쪽으로 치우쳐 배치되는 입자 분리 장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 전극은 그 형상이 유체의 유동방향으로 진행할수록 상기 전극 사이의 간극이 상기 유통 채널의 폭방향으로 한쪽으로 치우치게 이동하면서, 상기 전극 사 이의 간극이 좁아지는 구조로 이루어지는 입자 분리 장치.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 전극은 일측 또는 양측 전극이 쐐기 형상으로 형성되는 입자 분리 장치.
11. 삭제
12. 제 7 항에 있어서,

    상기 전극들은 상기 유통 채널의 폭방향으로 돌출된 돌기가 형성되는 입자 분리 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 돌기들은 서로 다른 전극의 돌기들이 교차 배열되고, 상기 유통 채널의 폭방향 일측 가장자리로 갈수록 상기 돌기 사이의 간격이 감소되는 구조로 이루어지는 입자 분리 장치.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 채널부는 상기 유출채널이 설치된 측의 반대측에서 상기 유통 채널과 연통되도록 설치되어 제1 유체와 제2 유체가 유입되는 복수 개의 유입채널을 포함하는 입자 분리 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 필드 형성부는 전원과 상기 전원과 전기적으로 연결되는 전극들을 포함하고, 상기 전극은 상기 유통 채널을 폭방향으로 가로지르는 돌기를 포함하고, 상기 돌기는 상기 유통 채널과 제1 유체가 유입되는 상기 유입 채널에 인접하여 설치되는 입자 분리 장치.
16. 삭제
17. 삭제
18. 한 종류 이상의 물리적 특성을 갖는 입자가 포함된 제1 유체와 상기 제1 유체와 인접하여 유통되는 제2 유체가 함께 유통되는 유통 채널과, 상기 유통 채널로부터 이어지며 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 분류(分流)되는 복수 개의 유출 채널을 포함하는 채널부; 및

    상기 유통 채널에 인접하여 설치되어 상기 제1 유체에 포함된 입자를 제1 유체로부터 분리하여 제2 유체와 함께 유출되도록 유통시키는 필드(Field)를 형성하는 필드 형성부;

    를 포함하고,

    상기 유통 채널은 폭방향 일측 가장자리에 빛이 투과되는 광 투과성 부재가 설치되고, 상기 광 투과성 부재에 인접하여 광원이 설치되는 입자 분리 장치.
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 한 종류 이상의 물리적 특성을 갖는 입자를 포함하는 제1 유체와 상기 제1 유체와 인접하여 유통되는 제2 유체를 합류(合流)하는 단계;

    함께 유통되는 제1 유체와 제2 유체에 물리적인 힘을 가하는 필드(Field)를 형성하여 입자를 제 1 유체에서 분리하여 제2 유체와 함께 유통시키는 단계;

    서로 다른 물리적 성질을 갖는 입자들을 서로 구분하여 분리 유통시키는 단계; 및

    상기 제1 유체와 제2 유체를 분류(分流)하는 단계;

    를 포함하고,

    상기 제1 유체와 상기 제2 유체는 층류유동(Laminar Flow)으로 유동하는 입자 분리 방법.
25. 삭제

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