KR101896810B1 - 하이브리드 액적 제조장치 및 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 하이브리드 액적을 제조하는 장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 본 출원은 액적 크기 분포를 조절할 수 있고, 샘플링에 유용하게 활용될 수 있는 하이브리드 액적 제조장치 및 제조방법을 제공한다.
Description
본 출원은 하이브리드 액적 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
미립화(Atomization)란 일정 체적의 액체가 수많은 미세 액적으로 분열되는 현상으로, 이러한 원리를 통해 미세한 입자를 발생시키는 분무 장치는 그 장치의 효율성으로 인해 연료 분사, 분무 도장, 농약 살포 등 실생활과 의학 분야, 용융 금속의 금속 분말의 제조 등 전반적인 산업 현장을 포함한 여러 분야에 폭 넓게 사용되고 있다.
한편, 의학 분야에서, 이중 에멀션(Double Emulsion) 액적 생성기술은 다양한 샘플을 각 층에 포함할 수 있어 여러 가지 응용을 할 수 있는 중요한 기술이다. 종래의 두 단계 교반 이중 에멀션 액적의 생산 방법으로는 균일한 액적을 얻기 힘들고 이중 구조가 되는 확률이 낮은 문제점이 있었다.
따라서, 액적 크기 분포 조절 및 샘플링에 유용하게 활용될 수 액적 제조 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 출원은 액적 크기 분포를 조절할 수 있고, 샘플링에 유용하게 활용될 수 있는 하이브리드 액적 제조장치 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 코어 입자를 생성하는 코어 입자 생성부; 상기 코어 입자와 액체가 각각 유입되는 복수 개의 유입 포트와, 각각의 유입 포트를 통해 유입된 상기 코어 입자와 액체의 2종 물질이 분사되는 분사 포트를 갖는 챔버; 분사 포트를 통해 분사된 2종 물질이 하이브리드 액적을 형성하도록 상기 2종 물질 유동에 전기장을 인가하기 위한 제1 전원부; 및 생성된 상기 하이브리드 액적이 수집되는 수집부; 를 포함하는 하이브리드 액적 제조장치를 제공한다.
또한, 상기 하이브리드 액적은, 내부에 상기 코어 입자가 형성되고, 외부에 상기 액체가 둘러싸는 구조를 이룰 수 있다.
또한, 상기 코어 입자는 금(Au)을 포함한 전이금속(Transition Metals), 희토류금속(Rare-Earth Metals) 또는 비금속(Non-Metals) 중에서 선택되는 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 액체는 물, 알코올, 액체 탄화수소, 산 또는 염기를 포함하는 수용액 및 오일로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 챔버는, 정전 분무 방식으로 상기 코어 입자와 액체를 분무할 수 있다.
또한, 상기 챔버는, 동일한 분사 포트를 통해 상기 코어 입자와 액체를 함께 분사하도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 챔버는, 동축 상에 마련된 서로 다른 분사포트를 통해 상기 코어 입자와 액체를 각각 분사하도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 코어 입자 생성부는, 화염, 고온로 및 분사 건조 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 코어 입자 생성부는, 압축가스가 흐르는 채널부; 소정 간격을 두고 이격 배치되는 한 쌍의 전도성 전극을 포함하며, 스파크 방전에 의해 상기 전도성 전극의 간극으로부터 코어 입자를 발생시키는 방전부; 및 상기 전도성 전극에 전원을 인가하는 제2 전원부; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 압축가스는 질소, 수소, 아르곤, 헬륨, 산소 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 전원부의 전압은 0.5 내지 20.0 kV이고, 전류량은 0.05 내지 500 mA으로 인가될 수 있다.
또한, 상기 수집부는, 상기 하이브리드 액적이 가이드 링을 통과하면서 기 설정된 패턴 형상에 따라 수집될 수 있다.
또한, 상기 수집부는, 회전하는 포집수단을 이용하여 수집될 수 있다.
또한, 상기 수집부는, 메쉬(Mesh)구조체를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 코어 입자를 생성하는 단계; 각각의 유입 포트를 통해 유입된 상기 코어 입자와 액체의 2종 물질이 분사 포트로 이동하는 단계; 상기 2종 물질이 전원부로부터 인가된 전기장에 의해 분사되며 하이브리드 액적을 형성하는 단계; 및 상기 하이브리드 액적이 수집되는 단계; 를 포함하는 하이브리드 액적의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 하이브리드 액적을 형성하는 단계는, 정전 분무 방식으로 상기 코어 입자와 액체를 분무할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 액적을 형성하는 단계는, 동일한 분사 포트를 통해 상기 코어 입자와 액체가 함께 분사할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 액적을 형성하는 단계는, 동축 상에 마련된 서로 다른 분사포트를 통해 상기 코어 입자와 액체를 각각 분사할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 액적은, 내부에 상기 코어 입자가 형성되고, 외부에 상기 액체가 둘러싸는 구조를 이룰 수 있다.
예시적인 본 출원의 하이브리드 액적 제조장치 및 제조방법에 의하면 액적 크기 분포를 조절할 수 있고, 샘플링에 유용하게 활용될 수 있는 하이브리드 액적을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하이브리드 액적 제조 장치를 나타낸 모식도 이다.
도 2는 본 발명의 코어 입자 생성부의 일 구현예인 스파크 방전을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 코어 입자 생성부의 일 구현예인 스파크 방전을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 챔버를 도시한 사시도 이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 반응 챔버 및 수집부의 일 구현예를 나타낸 모식도 이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 하이브리드 액적 구조를 나타낸 모식도 이다.
도 2는 본 발명의 코어 입자 생성부의 일 구현예인 스파크 방전을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 코어 입자 생성부의 일 구현예인 스파크 방전을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 챔버를 도시한 사시도 이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 반응 챔버 및 수집부의 일 구현예를 나타낸 모식도 이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 하이브리드 액적 구조를 나타낸 모식도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 출원은 하이브리드 액적 제조장치에 관한 것이다. 예시적인 본 출원의 하이브리드 액적 제조장치에 의하면 액적의 크기 분포를 조절할 수 있고, 샘플링에 유용하게 활용될 수 있는 하이브리드 액적을 제조할 수 있다.
본 출원에서 사용되는 용어 「스파크 방전」은 상압에서 kV-mA 모드로 수행되는 kHz 이상의 고주파 방전 방식을 의미한다. 또한, 본 출원에서 용어 「간극」 또는 「간격」은 움직이거나 고정된 두 부품 사이의 틈을 의미하며, 예를 들어, 상기 간격은 각각 이격 배치되어 있는 한 쌍의 전도성 전극 사이의 틈을 의미한다. 또한, 본 출원에서 용어 「나노」는 나노미터(nm) 단위의 크기로서, 예를 들면, 1 nm 내지 1000 nm의 크기를 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 출원에서 용어 「에어로졸 입자」 또는 「코어 입자」「나노 입자」는 나노미터(nm) 단위의 크기, 예를 들면, 1nm 내지 1000 nm의 평균 입경을 갖는 입자를 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 출원의 예시적인 하이브리드 액적 제조장치를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 1과 같이, 본 출원의 하이브리드 액적 제조장치(10)는 코어입자를 생성하는 코어 입자 생성부(100), 상기 코어 입자와 액체가 각각 유입되는 복 수개의 유입 포트와, 각각의 유입 포트를 통해 유입된 상기 코어 입자와 액체의 2종 물질이 분사되는 분사 포트를 갖는 챔버(200), 상기 분사 포트를 통해 분사된 2종 물질이 하이브리드 액적을 형성하도록 상기 2종 물질 유동에 전기장을 인가하기 위한 제1 전원부(300) 및 생성된 상기 하이브리드 액적이 수집되는 수집부(400)를 포함한다.
여기서, 본 발명은 상기 하이브리드 액적 제조장치(10)를 통해 내부는 상대적으로 단단한 입자(Hard Particle)로 구성되는 코어 입자와 그 표면은 상대적으로 연성(Soft)인 액적으로 둘러싸여 액적 표면이 정전기적으로 대전(Electrostatic Charging)된 구조를 이루는 하이브리드 액적을 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 코어 입자 생성부(100)는, 본 발명의 하이브리드 액적의 내부 입자를 발생시키기 위한 부분으로서, 내부가 상대적으로 단단한 입자(Hard Particle)로 구성되도록 코어 입자를 생성 할 수 있다.
일 예로, 상기 코어 입자는 나노 입자인 에어로졸 입자(Aerosol Particle)일 수 있으며, 상기 에어로졸 입자는 스파크 방전 또는 용발(Spark Ablation), 화염(Flame), 고온 로(Furnace) 및 분사-건조 장치로 생성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 하나의 예시에서, 상기 코어 입자 생성부(100)는, 스파크 방전(Spark Ablation)에 의해 코어 입자를 생성할 수 있으며, 질소(N2), 수소(H2), 아르곤(Ar), 헬륨(He), 산소(O2) 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 압축가스가 흐르는 채널부(110)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 압축가스로 산소(O2)를 포함시킴으로써 산화물 입자를 제조 할 수 있다.
이에 더하여, 상기 코어 입자 생성부(100)는, 소정 간격을 두고 이격 배치되는 한 쌍의 전도성 전극(121)을 포함하며, 스파크 방전에 의해 상기 전도성 전극의 간극(Gap)으로부터 코어 입자를 발생시키는 방전부(120), 및 상기 전도성 전극에 전원을 인가하는 제2 전원부(130)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 코어 입자 생성부(100)에서는, 상기 압축가스가 공급되는 분위기에서 제2 전원부(130)로부터 인가된 전원에 의해 상기 전도성 전극(121)에 스파크 방전(Spark Ablation)이 발생할 수 있다.
여기서, 상기 스파크 방전에 의해 높은 전기장에서 분자들이 전리되어 이온이나 라디칼이 생성되고 전자와 이온은 빠른 속도로 전기장을 이동하여 전도성 전극 표면에 충돌한다. 이때, 국부적으로 전도성 전극 표면의 온도가 녹는점 이상으로 높아지면 전도성 전극의 일부가 기화되고, 기화된 직후 응축됨으로써 에어로졸 입자, 즉 코어 입자가 생성된다.
상기 전도성 전극(121)을 구성하는 재료로는, 전도성 물질이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 전이금속(Transition Metals), 희토류금속(Rare-Earth Metals) 또는 비금속(Non-Metals)일 수 있으며, 상기 전도성 전극(121)으로부터 발생된 코어 입자는 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag) 등 상기 전도성 전극에 속하는 전이금속(Transition Metals), 희토류금속(Rare-Earth Metals) 또는 비금속(Non-Metals)의 원소들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 전도성 전극에 인가되는 전압은 0.5 내지 20.0 kV이고, 전류량은 0.05 내지 500 mA으로 정량 제어 될 수 있다.
비록 도시되지는 않았지만, 상기 본 출원의 하이브리드 액적 제조장치(10)의 코어 입자 생성부(100)는 캐리어 기체 공급 시스템(Carrier Air Supply System) 등의 기체 공급 장치와, MFC(Mass Flow Controller) 등의 유량계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 기체 공급 장치 및 유량계에 의해 질소, 수소, 아르곤, 헬륨, 산소 및 이들의 혼합으로 이루어진 기체가 상기 전도성 전극(121) 사이의 간격으로 정량적으로 공급될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 전도성 전극(121)에 고전압을 인가하면 스파크 방전에 의해 전도성 전극(121)이 기화 또는 입자화되어 상기 전도성 전극(121) 사이의 간격을 통해 흐르는 비활성 기체, 산소 및 질소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기체 흐름을 따라 후술할 챔버(200)로 유출될 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 전극이 금속으로 이루어진 경우, 상기 코어 입자 생성부의 전도성 전극(121)에 전압이 인가되면, 상기 한 쌍의 전도성 전극(121) 사이의 간격에서 금속이 승화되며, 비활성 기체 또는 질소, 수소, 산소 등의 캐리어 기체를 따라 이동한 승화된 금속은, 상기 간격을 벗어남에 따라, 응축되고, 이에 따라, 에어로졸 금속 입자가 형성될 수 있다.
상기 코어 입자 생성부(100)로부터 생성되는 에어로졸 입자의 입경은, 상기 비활성 기체 또는 질소의 유량 또는 유속에 따라, 수 나노미터 단위에서 수백 나노미터 단위로 광범위하게 조절될 수 있다.
예를 들어, 상기 공급되는 비활성 기체 또는 질소 등의 유량 또는 유속이 증가되는 경우, 상기 금속 에어로졸 입자의 농도가 감소됨에 따라 입자간의 응집현상 또한 감소하게 되며, 이러한 과정을 통해 금속 에어로졸 입자의 크기가 감소될 수 있다. 또한, 상기 에어로졸 입자의 입경, 형상 및 밀도는, 인가전압, 주파수, 전류, 저항, 커패시턴스 값 등의 스파크 생성 조건, 상기 비활성 기체의 종류 및 유량, 또는 스파크 전극의 형상 등에 의해 변경될 수 있다.
상기에서 전술한 바와 같이, 상기 코어 입자 생성부(100)로부터 생성된 코어 입자는 상기 압축가스에 부유(Suspended)된 상태로 챔버(200)의 복수 개의 유입 포트(210,220)로 각각 유입될 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 상기 챔버(200)는 상기 코어 입자가 유입되는 코어 입자 유입 포트(210)과 상기 코어 입자의 표면을 둘러싸기 위한 액체가 유입되는 액체 유입 포트(220)로 각각의 개별 유로를 형성할 수 있다.
이에 더하여, 상기 챔버 내부에 상기 코어 입자와 액체가 유동할 수 있는 유동공간이 형성되어, 상기 코어 입자와 액체가 분사되기 전에 혼합될 수 있도록 마련될 수 있다.
여기서, 상기 액체는 물, 알코올, 액체 탄화수소, 산 또는 염기를 포함하는 수용액 및 오일로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 코어 입자 유입 포트(210)은 전압이 인가되는 정전분무 헤드(Electrospray Head, 211)와 연결되는 정전분무 노즐일 수 있다.
상기 코어 입자 생성부(100)에서 생성된 코어 입자 유동이 코어 입자 유입 포트(210)로 유입되고, 액적 제조를 위한 액체는 액체 유입 포트(220)로 유입되어, 전원부(300)로부터 인가된 전기장에 의해 정전분무(Electrospray) 방식으로 분사 포트(230)를 통해 상기 2종 물질이 분사되며 내부에 상기 코어 입자가 형성되고, 외부에 상기 액체가 둘러싸는 구조의 하이브리드 액적을 제조할 수 있다.
여기서, 상기 액체 유입 포트(220)는 도 5의 (A)와 같이, 코어 입자 유입 포트(210)의 측면에 형성되는 싱글 노즐 타입(Single-Nozzle Type)으로 구성될 수 있다.
즉, 동일한 분사 포트(230)를 통해 상기 코어 입자와 액체가 분사되기 전 혼합되어 함께 분사됨으로써 하이브리드 액적을 생성할 수 있다.
또한, 도 5의 (B)와 같이, 상기 액체 유입 포트(220)는 코어 입자 유입 포트(210)과 분리된 동축으로 형성되는 동축 노즐 타입(Coaxial-Nozzle Type)으로 구성될 수 있다.
즉, 동축 상에 마련된 서로 다른 분사 포트(231,232)를 통해 상기 코어 입자와 액체를 각각 분사함으로써 하이브리드 액적을 생성할 수 있다.
이에 더하여, 도 5를 참조하면, 상기 챔버(200)로부터 분사된 하이브리드 액적은 수집부(400)에 의해 수집될 수 있다.
상기 수집부(400)는, 하나의 구현예에서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 가이드 링(Ring, 410)을 포함할 수 있으며, 상기 하이브리드 액적은 상기 가이드 링(410)을 통과하면서 기 설정된 패턴 형상에 따라 수집 될 수 있다.
또 다른 구현예에서, 상기 수집부(400)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 회전형 포집부(Collector, 420)를 포함할 수 있으며, 상기 하이브리드 액적은 상기 회전형 포집부(420)에 의해 방사(Spinning) 효과를 얻게 되어 수집될 수 있다.
또 다른 구현예에서, 상기 수집부(400)는 도 7에 나타낸 바와 같이, 메쉬(Mesh) 구조체를 포함할 수 있다.
본 출원의 하이브리드 액적 제조 장치를 통해 생성된 하이브리드 액적(Hybrid Droplet)은 도 8과 같이 액적 표면이 정전기적으로 대전(Electrostatic Charging) 됨으로써, 액적의 크기분포 조절 및 샘플링에 유용하게 활용 될 수 있다.
또한, 다양한 조합의 하이브리드 액적 또는 젯(Jet)을 구현할 수 있게 된다.
일 구현예로, 상기 하이브리드 액적의 내부가 금(Au), 그 표면이 약제로 구성되도록 제조하여, 생체 의료 공학 분야 중 약물 전달 및 조절 방출에 이용할 수 있다. 예를 들어, 외부 자극(자기장, 초음파, 빛, 온동 등) 또는 목표 부위의 pH 등에 의해 상기 하이브리드 액적이 목표 부위에서 약물을 방출하도록 구성될 수 있다.
이에 더하여, 상기 하이브리드 액적의 내부를 에어로졸 입자로 활용함에 따라, 운전조건 조절에 따라 내부에 미세기포(Fine Bubble)가 존재하는 하이브리드 액적 및 섬유를 제조 할 수 있게 된다.
상기에서 서술한 바와 같이 제조된 하이브리드 액적은 의료 및 미용 등에 적용될 수 있는 생기능성 하이브리드 입자를 제조 할 수 있으며, 섬유의 제조에서부터 에너지 저장, 환경정화 및 섬유소재에 이르는 광범위하게 활용 가능한 하이브리드 입자를 제조할 수 있다.
본 발명은 또한, 하이브리드 액적 제조방법을 제공한다.
예를 들어, 상기 하이브리드 액적 제조방법은, 전술한 하이브리드 액적 제조장치를 통해 하이브리드 액적을 제조하는 방법에 관한 것이다.
따라서, 후술하는 하이브리드 액적에 대한 구체적인 사항은 하이브리드 액적 제조장치에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
예시적인 본 발명의 하이브리드 액적 제조방법은, 코어 입자를 생성하는 단계; 각각의 유입 포트를 통해 유입된 상기 코어 입자와 액체의 2종 물질이 분사 포트로 이동하는 단계; 상기 2종 물질이 전원부로부터 인가된 전기장에 의해 분사되며 하이브리드 액적을 형성하는 단계; 및 상기 하이브리드 액적이 수집되는 단계; 를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 하이브리드 액적을 형성하는 단계는 정전 분무 방식으로 상기 코어 입자와 액체를 분무함으로써, 상기 하이브리드 액적을 형성할 수 있다.
또한, 유동공간이 마련된 상기 챔버(200) 내에 상기 코어 입자와 액체가 혼합되어 동일한 분사 포트를 통해 상기 코어 입자과 액체가 함께 분사됨으로써 상기 하이브리드 액적을 형성할 수 있다.
이에 더하여, 동축 상에 마련된 서로 다른 분사포트를 통해 상기 코어 입자와 액체를 각각 분사됨으로써, 상기 하이브리드 액적을 형성할 수 있다.
상기 하이브리드 액적은, 내부에 상기 코어 입자가 형성되고, 외부에 상기 액체가 둘러싸는 구조를 이루도록 형성될 수 있다.
10: 하이브리드 액적 제조 장치
100: 코어 입자 생성부
110: 채널부
120: 방전부
121: 전도성 전극
130: 제2 전원부
200: 챔버
210: 코어 입자 유입 포트
211: 정전분무 헤드
220: 액체 유입 포트
230, 231, 232: 분사 포트
300: 제1 전원부
400: 수집부
100: 코어 입자 생성부
110: 채널부
120: 방전부
121: 전도성 전극
130: 제2 전원부
200: 챔버
210: 코어 입자 유입 포트
211: 정전분무 헤드
220: 액체 유입 포트
230, 231, 232: 분사 포트
300: 제1 전원부
400: 수집부
Claims (19)
- 코어 입자를 생성하는 코어 입자 생성부;
상기 코어 입자와 액체가 각각 유입되는 복수 개의 유입 포트와, 각각의 유입 포트를 통해 유입된 상기 코어 입자와 액체의 2종 물질이 분사되는 분사 포트를 갖는 챔버;
상기 분사 포트를 통해 분사된 2종 물질이 하이브리드 액적을 형성하도록 상기 2종 물질 유동에 전기장을 인가하기 위한 제1 전원부; 및
생성된 상기 하이브리드 액적이 수집되는 수집부; 를 포함하되,
상기 코어 입자 생성부는 압축가스가 흐르는 채널부;
소정 간격을 두고 이격 배치되는 한 쌍의 전도성 전극을 포함하며, 스파크 방전에 의해 상기 전도성 전극의 간극으로부터 코어 입자를 발생시키는 방전부; 및
상기 전도성 전극에 전원을 인가하는 제2 전원부; 를 포함하고,
상기 제2 전원부의 전압은 0.5 내지 20.0 kV이고, 전류량은 0.05 내지 500 mA으로 인가되며,
상기 코어 입자는, 상기 전도성 전극이 기화된 직후 응축된 에어로졸 입자이며,
상기 챔버는, 코어입자가 유입되는 코어 입자 유입 포트와 상기 코어 입자의 표면을 둘러싸기 위한 액체가 유입되는 액체 유입 포트로 각각의 개별유로를 갖고,
상기 코어입자 생성부에서 생성된 코어입자 유동이 코어입자 유입포트로 유입되고, 액적 제조를 위한 액체는 액체유입 포트로 유입되어 제1 전원부로부터 인가된 전기장에 의해 정전 분무 방식으로 분사포트를 통해 상기 코어 입자와 액체를 분무 하여, 내부에 상기 코어 입자가 형성되고, 외부에 상기 액체가 둘러싸는 구조를 이루며, 액적 표면이 정전기적으로 대전된 하이브리드 액적 제조장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 코어 입자는 금(Au)을 포함한 전이금속(Transition Metals), 희토류금속(Rare-Earth Metals), 또는 비금속(Non-Metals) 중에서 선택되는 하나 이상으로 으로 이루어지는 하이브리드 액적 제조장치. - 제 1항에 있어서,
상기 액체는 물, 알코올, 액체 탄화수소, 산 또는 염기를 포함하는 수용액 및 오일로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 하이브리드 액적 제조장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 챔버는,
동일한 분사 포트를 통해 상기 코어 입자와 액체를 함께 분사하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 액적 제조장치. - 제 1항에 있어서,
상기 챔버는,
동축 상에 마련된 서로 다른 분사포트를 통해 상기 코어 입자와 액체를 각각 분사하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 액적 제조장치. - 제 1항에 있어서,
상기 코어 입자 생성부는,
화염, 고온로 및 분사 건조 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 하이브리드 액적 제조장치. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 압축가스는 질소(N2), 수소(H2), 아르곤(Ar), 헬륨(He), 산소(O2) 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 하이브리드 액적 제조장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 수집부는,
상기 하이브리드 액적이 가이드 링을 통과하면서 기 설정된 패턴 형상에 따라 수집되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 액적 제조장치. - 제 1항에 있어서,
상기 수집부는,
회전하는 포집수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 액적 제조장치. - 제 1항에 있어서,
상기 수집부는, 메쉬(Mesh) 구조체를 포함하는, 하이브리드 액적 제조장치. - 코어 입자를 생성하는 단계; 각각의 유입 포트를 통해 유입된 상기 코어 입자와 액체의 2종 물질이 분사 포트로 이동하는 단계; 상기 2종 물질이 전원부로부터 인가된 전기장에 의해 분사되며 하이브리드 액적을 형성하는 단계; 및 상기 하이브리드 액적이 수집되는 단계; 를 포함하되,
상기 코어 입자를 생성하는 단계는, 압축가스가 흐르는 채널부; 소정 간격을 두고 이격 배치되는 한 쌍의 전도성 전극을 포함하며, 스파크 방전에 의해 상기 전도성 전극의 간극으로부터 상기 전도성 전극이 기화된 직후 응축되어 생성된 에어로졸 입자인 코어 입자를 발생시키는 방전부; 를 통과하는 단계; 를 포함하고,
상기 2종 물질이 분사 포트로 이동하는 단계는, 코어입자가 유입되는 코어 입자 유입 포트와 상기 코어 입자의 표면을 둘러싸기 위한 액체가 유입되는 액체 유입 포트 각각의 개별유로 및 상기 코어입자와 액체의 2종 물질이 분사되는 분사포트를 갖는 챔버의 분사포트를 통해 전원부로부터 인가된 전기장에 의해 정전 분무 방식으로 상기 코어 입자와 액체를 분무하는 단계; 를 포함하며,
상기 하이브리드 액적을 형성하는 단계는, 정전 분무 방식으로 상기 코어 입자와 액체가 분사되어 내부에 상기 코어입자가 형성되고, 외부에 상기 액체가 둘러싸는 구조를 이루고, 액적 표면이 정전기적으로 대전되는 단계;를 포함하는 하이브리드 액적의 제조방법.
- 삭제
- 제 15항에 있어서,
상기 하이브리드 액적을 형성하는 단계는, 동일한 분사 포트를 통해 상기 코어 입자와 액체가 함께 분사되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 액적 제조방법. - 제 15항에 있어서,
상기 하이브리드 액적을 형성하는 단계는, 동축 상에 마련된 서로 다른 분사포트를 통해 상기 코어 입자와 액체를 각각 분사되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 액적 제조방법. - 삭제
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