KR102005911B1 - Method of producing large size of hydrogel prove and hydrogel prove thereof - Google Patents
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Abstract
캔틸레버 구조의 단부에 형성되는 하이드로젤 탐침의 생산방법은, 액상의 폴리머를 제공하는 단계, 첨단부를 갖는 와이어 팁을 제공하는 단계, 와이어 팁의 첨단부를 액상의 폴리머에 함침하는 단계, 첨단부가 함침된 상태에서 액상의 폴리머를 경화하여 음각의 폴리머 몰드를 형성하는 단계, 폴리머 몰드에 광경화성 폴리머 시료를 주입하는 단계, 폴리머 몰드에 캔틸레버 구조를 접근시키는 단계, 캔틸레버 구조가 폴리머 몰드의 광경화성 폴리머 시료와 접촉한 상태에서 노광 공정을 통해 캔틸레버 구조와 일체를 이루는 하이드로젤 탐침을 형성하는 단계, 및 일체를 이루는 캔틸레버 구조와 하이드로젤 탐침을 폴리머 몰드로부터 분리하는 단계를 구비한다.A method of producing a hydrogel probe formed at an end of a cantilever structure includes the steps of providing a liquid polymer, providing a wire tip having a tip, impregnating the tip of the wire tip with a liquid polymer, Curing the liquid polymer to form an engraved polymer mold; injecting a photo-curable polymer sample into the polymer mold; approaching the cantilever structure to the polymer mold; cantilever structure contacting the photocurable polymer sample of the polymer mold; Forming a hydrogel probe integral with the cantilever structure through an exposure process in contact with the cantilever structure; and separating the hydrogel probe from the polymer mold.
Description
본 발명은 하이드로젤 탐침에 관한 것으로서, 상대적으로 대형 사이즈의 하이드로젤 탐침을 캔틸레버 또는 튜닝 포크에 형성하기 위한 하이드로젤 탐침 생산방법 및 그에 따른 하이드로젤 탐침에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogel probe, and more particularly, to a hydrogel probe production method for forming a relatively large-sized hydrogel probe on a cantilever or a tuning fork, and a hydrogel probe therefor.
일반적인 탐침형 원자 현미경(scanning probe microscope)은 원자 간의 인력을 이용한 것으로서, 팁 끝의 원자와 대상 표면의 원자 간의 힘을 이용하여 대상 표면의 상태를 측정할 수 있다. 탐침형 원자 현미경은 캔틸레버(cantilever) 또는 튜닝 포크와 같은 외팔보 구조를 이용하며, 그 끝에 작은 크기의 탐침(probe)을 포함한다. A typical scanning probe microscope uses interatomic attraction, which can measure the state of a target surface using the force between the atom at the tip tip and the atom at the target surface. The probe-type atomic microscope uses a cantilever structure such as a cantilever or a tuning fork, and includes a small-sized probe at its end.
탐침으로 시료의 표면을 스캔하여 나노미터 또는 그 이하 수준까지 측정할 수 있으며, 광학 현미경이 최고 수천 배, 전자 현미경이 수십만 배의 배율을 제공하는 것에 비해 원자 현미경은 수천만 배의 배율을 가지며, 높은 해상도를 이용하여 원자구조까지 직접 측정할 수 있다. The surface of a sample can be scanned with a probe to measure it to nanometers or less. The atomic microscope has a magnification of tens of millions of times that of an optical microscope of up to several thousand times and an electron microscope of several hundred thousand times. The atomic structure can be measured directly using the resolution.
또한, 원자 현미경으로는 시료 표면의 점탄성, 경도 등의 특성까지 측정할 수 있고, 수 나노미터 크기의 탐침을 이용해 시료를 직접 조작하여 나노미터의 물체를 제조하는 등 나노 산업의 핵심 장치로 이용되고 있으며, 나노 수준의 해상도로 시료의 표면형상, 전기 또는 자기적인 성질까지 알 수 있다.In addition, the atomic force microscope can measure the characteristics such as the viscoelasticity and the hardness of the surface of the sample, and is used as a core device of the nano industry such as manufacturing a nanometer object by directly manipulating the sample using a probe having a size of several nanometers And the surface morphology, electric or magnetic properties of the sample can be known at the nano-level resolution.
이러한 원자 현미경은 캔틸레버 또는 튜닝 포크 끝에 있는 탐침이 시료와 가까워지면 원자력에 의하여 튜닝 포크 등이 휘는 동작원리를 이용하며, 튜닝 포크의 휨에 의해 전기적 특성이 변화하는 것을 이용할 수가 있다.Such an atomic microscope can utilize the principle that the tuning fork or the like is bent by the atomic force when the probe at the end of the cantilever or the tuning fork becomes close to the sample, and the electrical characteristic is changed by the bending of the tuning fork.
튜닝 포크는 정밀 오실레이터, 시계 크리스탈 등에서 사용되는 전자 부품으로서, 주파수 특성이 매우 좋은 석영을 이용하여 고유 파장수만큼 진동하는 소자이다. 튜닝 포크는 매우 민감하여 주변의 환경이 변하면 고유 파장이 조금씩 쉬프트할 수 있으며, 튜닝 포크 끝에 걸리는 미세한 힘에도 민감하게 반응할 수 있어 원자 현미경 등에도 사용이 가능하다. 즉, 석영 튜닝 포크에 탐침을 부착하여 AFM으로 사용하게 되면 기존 특허에서 적용된 광학적으로 변위를 측정하는 AFM과 달리 전기적인 신호로써 물체의 이미징을 얻을 수 있다.The tuning fork is an electronic component used in a precision oscillator, a clock crystal, and the like, and is a device that vibrates by the number of intrinsic wavelengths by using quartz having a very good frequency characteristic. The tuning forks are very sensitive and can change the inherent wavelength slightly when the surrounding environment changes. They can also be used for atomic microscopes because they can react sensitively to the fine force applied at the tip of the tuning fork. In other words, if a probe is attached to a quartz tuning fork and used as an AFM, an object can be imaged by an electrical signal, unlike the AFM, which measures optical displacement applied in the conventional patent.
이와 관련하여, 한국등록특허 제10-1601742호에는 "미소 캔틸레버 제조방법"이 개시되어 있다. 상기 한국등록특허는 약 50㎛ 폭의 캔틸레버 및 그 캔틸레버 상에 제공되는 약 20㎛ 크기의 탐침에 관한 것이다. 탐침 몰드를 이용하여 하이드로젤 탐침을 형성하며, 탐침 몰드는 실리콘 웨이퍼를 KOH 등의 용액으로 식각하여 형성하는 내용을 포함한다. In this connection, Korean Patent No. 10-1601742 discloses "a method for manufacturing a microcantilever ". The Korean patent is related to a cantilever having a width of about 50 mu m and a probe having a size of about 20 mu m provided on the cantilever. The probe mold is used to form a hydrogel probe, and the probe mold includes a silicon wafer formed by etching with a solution such as KOH.
하지만, 석영 튜닝 포크 등은 단부의 폭이 약 300㎛ 정도이며, 상기 한국등록특허에 기재된 내용만으로 탐침을 형성하기에 식각 시간이 너무 오래 걸리며, 재료의 소모도 너무 크다는 단점이 있다.However, the quartz tuning fork and the like have a width of about 300 탆 at the end, and the etching time is too long to form the probe only by the contents described in the Korean patent, and the consumption of the material is too large.
본 발명은 위와 같은 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 기존의 미소 캔틸레버에 형성되는 탐침보다도 약 10배 이상 되는 하이드로젤 탐침을 생산하기 위한 방법 및 그로 인한 하이드로젤 탐침을 제공한다. The present invention provides a method for producing a hydrogel probe which is about 10 times larger than a probe formed on a conventional micro cantilever, and a hydrogel probe therefor.
본 발명은 탐침 몰드를 형성하기 위한 시간이 짧으며, 재료의 소모가 적은 하이드로젤 탐침의 생산방법 및 그로 인한 하이드로젤 탐침을 제공한다.The present invention provides a method of producing a hydrogel probe having a short time for forming a probe mold and consuming less material, and a hydrogel probe resulting therefrom.
본 발명은 탐침 몰드를 통한 탐침을 성형함에 있어서 원하는 형상으로 성형 결과를 조절할 수 있는 하이드로젤 탐침의 생산방법 및 그로 인한 하이드로젤 탐침을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a hydrogel probe capable of controlling a molding result to a desired shape when forming a probe through a probe mold, and a hydrogel probe resulting therefrom.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 캔틸레버 구조의 단부에 형성되는 하이드로젤 탐침의 생산방법은, 액상의 폴리머를 제공하는 단계, 첨단부를 갖는 와이어 팁을 제공하는 단계, 와이어 팁의 첨단부를 액상의 폴리머에 함침하는 단계, 첨단부가 함침된 상태에서 액상의 폴리머를 경화하여 음각의 폴리머 몰드를 형성하는 단계, 폴리머 몰드에 광경화성 폴리머 시료를 주입하는 단계, 폴리머 몰드에 캔틸레버 구조를 접근시키는 단계, 캔틸레버 구조가 폴리머 몰드의 광경화성 폴리머 시료와 접촉한 상태에서 노광 공정을 통해 캔틸레버 구조와 일체를 이루는 하이드로젤 탐침을 형성하는 단계, 및 일체를 이루는 캔틸레버 구조와 하이드로젤 탐침을 폴리머 몰드로부터 분리하는 단계를 구비한다. According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a hydrogel probe formed at an end of a cantilever structure, the method comprising: providing a liquid polymer; providing a wire tip having a tip Impregnating the tip of the wire tip with a liquid polymer; curing the liquid polymer with the tip portion impregnated to form an engraved polymer mold; injecting the photo-curable polymer sample into the polymer mold; Forming a hydrogel probe integral with the cantilever structure through an exposure process in a state where the cantilever structure is in contact with the photocurable polymer sample of the polymer mold; And separating the probe from the polymer mold.
첨단부를 갖는 와이어 팁을 제공하는 단계는 금속 와이어의 단부를 식각하여 제공될 수 있으며, 금속 와이어는 텅스텐 등을 이용할 수 있다. The step of providing the wire tip with the tip portion may be provided by etching the end of the metal wire, and the metal wire may be made of tungsten or the like.
와이어 팁에 첨단부를 형성하기 위해서, 전기화학적인 식각을 이용할 수 있다. 예를 들어, 금속 와이어에 애노드 전극을 연결하고 염기 용액에 캐소드 전극을 연결한 상태에서, 금속 와이어의 단부를 함침한 상태에서 금속 와이어를 염기 용액 밖으로 천천히 이동시키면서 금속 와이어의 단부를 식각할 수 있다. 금속 와이어의 이동 속도를 조절하면서 원하는 종횡비를 갖도록 금속 와이어의 단부를 식각할 수 있으며, 이를 조절하여 다양한 뿔 모양의 첨단부를 형성할 수 있다. Electrochemical etching can be used to form a tip in the wire tip. For example, in a state where the anode electrode is connected to the metal wire and the cathode electrode is connected to the base solution, the end of the metal wire can be etched while the metal wire is slowly moved out of the base solution while the end portion of the metal wire is impregnated . The end of the metal wire can be etched so as to have a desired aspect ratio while controlling the moving speed of the metal wire, and it is possible to form various horn-shaped tip portions by controlling the end.
첨단부는 원뿔 형상으로 형성할 수도 있다. 이를 위해서 염기 용액의 수면에 링 형상의 캐소드 전극을 제공하며, 캐소드 전극의 중심부에서부터 금속 와이어를 연직 상방향으로 이동시키면서 용액으로부터 분리하여 원뿔 모양의 첨단부를 형성할 수 있다.The tip end portion may be formed in a conical shape. To this end, a ring-shaped cathode electrode is provided on the surface of the base solution, and the metal wire is separated from the solution while moving the metal wire from the center of the cathode electrode in the vertical direction to form a conical tip.
첨단부가 염기 용액의 수면으로부터 분리되는 순간에는 오히려 첨단부의 끝이 뭉툭해질 수 있는데, 본 발명에서는 첨단부가 염기 용액의 수면으로부터 분리되는 순간에 전압을 차단하여 첨단부의 끝이 뭉툭해지지 않고 뾰족하게 유지되도록 할 수 있다. In the present invention, when the tip is separated from the water surface of the base additive solution, the tips may be blunted. In the present invention, the tip is cut off at a moment when the tip is separated from the water surface of the base solution so that the tip of the tip is not blunt and sharp can do.
와이어 팁의 첨단부를 액상의 폴리머에 함침하기 전에, 폴리머 몰드의 소정의 설계된 깊이 또는 크기에 대응하도록 첨단부 주변으로 메니스커스 판(meniscus plate)을 제공할 수 있다. 메니스커스 판은 중앙에 와이어 팁이 통과할 수 있는 구멍을 포함할 수 있으며, 와이어 팁의 중심축에 수직하도록 와이어 팁에 고정될 수 있다. 메니스커스 판과 와이어 팁 사이의 공간은 에폭시 등의 충진재로 마감될 수 있다.A meniscus plate may be provided around the tip to correspond to a predetermined designed depth or size of the polymer mold prior to impregnating the tip of the wire tip with the liquid polymer. The meniscus plate can include a hole through which the wire tip can pass through in the center and can be fixed to the wire tip perpendicular to the center axis of the wire tip. The space between the meniscus plate and the wire tip can be closed with a filler such as epoxy.
메니스커스 판이 고정된 상태에서 와이어 팁은 액상의 폴리머 수면에 접근할 수 있다. 이때 표면 장력에 의해서 액상의 폴리머는 메니스커스 판의 저면까지 상승한 높이를 유지할 수 있으며, 폴리머 몰드는 광경화 과정을 통해 메니스커스 판으로부터 설계된 깊이 또는 크기의 홈을 갖도록 형성되는 것이 가능하다. With the meniscus plate fixed, the wire tip can access the liquid polymer surface. At this time, the liquid polymer can maintain the height of the liquid polymer rising to the bottom of the meniscus plate by the surface tension, and the polymer mold can be formed so as to have a groove having a designed depth or size from the meniscus plate through the photo-curing process.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상술한 하이드로젤 탐침의 생산방법에 의해 생산된 하이드로젤 탐침이 제공될 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, a hydrogel probe produced by the method of producing a hydrogel probe may be provided.
본 실시예에 따른 하이드로젤 탐침은 캔틸레버 구조의 단부에 일체로 형성되며, 광경화성 폴리머 시료를 경화시켜 제공될 수 있다. 본 명세서에서 캔틸레버 구조라 함은 일반적인 캔틸레버 형상을 구조물로서 석영 튜닝 포크 역시 캔틸레버 구조를 가진다고 할 수 있다. The hydrogel probe according to this embodiment is integrally formed at the end of the cantilever structure and can be provided by curing the photocurable polymer sample. In this specification, a cantilever structure is a general cantilever structure and a quartz tuning fork has a cantilever structure.
하이드로젤 탐침과 캔틸레버 구조 간의 접촉면의 크기는 100㎛ 이상 300㎛ 이하로 제공될 수 있으며, 첨단부를 포함하는 와이어 팁을 이용하여 형성되기 때문에 상기 크기로의 제작이 가능하다. The size of the contact surface between the hydrogel probe and the cantilever structure can be 100 μm or more and 300 μm or less. Since the tip is formed using the tip including the tip portion, the size of the contact surface can be manufactured.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 캔틸레버 구조의 단부에 하이드로젤 탐침을 형성하기 위한 폴리머 몰드는, 상면으로부터 돌출된 메니스커스 돌기 및 메니스커스 돌기의 중앙에서 하방으로 형성된 음각 뿔 모양의 홈을 포함할 수 있다. 메니스커스 돌기의 상면은 평탄하게 제공될 수 있으며, 폴리머 몰드에서 메니스커스 돌기가 형성되는 것은 신규하기 때문에, 폴리머 몰드가 와이어 팁 및 메니스커스 판을 이용하여 형성되었음을 바로 확인이 가능하다. According to a preferred embodiment of the present invention, a polymer mold for forming a hydrogel probe at an end of a cantilever structure includes a meniscus protrusion protruded from the upper surface and a center of the meniscus protrusion protruding from the upper surface, Shaped grooves formed in a downward direction. Since the upper surface of the meniscus projection can be provided flat and the meniscus projection formed in the polymer mold is novel, it can be immediately confirmed that the polymer mold is formed using the wire tip and the meniscus plate.
음각 뿔 모양의 홈에 광경화성 폴리머 시료가 주입될 수 있으며, 메니스커스 돌기의 상면에서 캔틸레버 구조는 광경화성 폴리머 시료와 접촉한 상태에서 노광 공정을 통해 성형되는 하이드로젤 탐침과 일체를 이룰 수 있다.A photocurable polymer sample may be injected into the concave horn-shaped groove, and the cantilever structure on the upper surface of the meniscus projection may be integrated with the hydrogel probe formed through the exposure process in contact with the photocurable polymer sample .
첨단부를 갖는 와이어 팁을 액상의 폴리머에 함침하고, 첨단부가 함침된 상태에서 액상의 폴리머를 경화하여 폴리머 몰드가 형성될 수 있다. 여기서, 폴리머 몰드의 소정의 설계된 깊이 또는 크기에 대응하여, 첨단부 주변으로 메니스커스 판이 와이어 팁의 중심축에 수직하게 제공되고, 액상의 폴리머의 표면 장력에 의해서 액상의 폴리머는 메니스커스 판의 저면까지 상승한 높이를 유지하고, 폴리머 몰드는 액상의 폴리머를 광경화하는 과정을 통해 메니스커스 판으로부터 설계된 깊이 또는 크기로 형성될 수 있다. The polymer mold may be formed by impregnating the wire tip having the tip portion into the liquid polymer and curing the liquid polymer in the state where the tip portion is impregnated. Here, corresponding to a predetermined designed depth or size of the polymer mold, a meniscus plate is provided perpendicular to the central axis of the wire tip around the tip, and the surface tension of the liquid polymer causes the liquid polymer to flow along the meniscus plate And the polymer mold may be formed to have a depth or size designed from the meniscus plate through a process of photo-curing the liquid polymer.
와이어 팁은 금속 와이어의 단부를 식각하여 제공되되, 금속 와이어에 애노드 전극을 연결하고 염기 용액에 캐소드 전극을 연결한 상태에서, 금속 와이어의 단부를 부분적으로 함침한 상태에서 금속 와이어를 염기 용액 밖으로 이동시키면서 금속 와이어의 단부를 식각하여 뿔 모양의 첨단부가 형성될 수 있다. The wire tip is provided by etching an end of the metal wire. The anode wire is connected to the metal wire and the cathode wire is connected to the base wire. The metal wire is moved out of the base solution The end of the metal wire may be etched to form a horn-shaped tip portion.
상기 염기 용액의 수면에 링 형상의 상기 캐소드 전극을 제공하며, 상기 캐소드 전극의 중심부에서부터 금속 와이어를 연직 상방향으로 분리하면서 원뿔 모양의 첨단부가 형성되도록 할 수 있다. 그리고 첨단부가 염기 용액의 수면으로부터 분리되는 순간에 전압을 차단하며 첨단부의 끝을 뾰족하게 형성할 수도 있다.The ring-shaped cathode electrode may be provided on the surface of the base solution, and a conical tip may be formed while separating the metal wire from the center of the cathode electrode in the vertical direction. It may also block the voltage at the moment when the extreme part separates from the water surface of the base solution and sharpen the tips of the tips.
본 발명의 하이드로젤 탐침 및 그 생산방법에 따르면, 몰드를 직접 식각하는 기존의 미소 캔틸레버 형성방법에 비해, 약 10배 이상 되는 하이드로젤 탐침을 생산할 수 있으며, 생산되는 하이드로젤 탐침도 좀 더 빠르고 다양한 형상으로 형성할 수 있다. According to the hydrogel probe of the present invention and the method of producing the hydrogel probe, the hydrogel probe can be produced about 10 times or more as compared with the conventional method of forming a micro-cantilever in which the mold is directly etched. Can be formed.
본 발명의 하이드로젤 탐침 및 그 생산방법은 탐침 몰드를 형성하기 위한 시간이 짧으며, 재료의 소모가 적어 경제적이고, 복잡한 MEMS 공정이 없어 저렴한 단가로 나노 스케일 원자 현미경 탐침을 생산하는 것이 가능하다.The hydrogel probe and its production method of the present invention can produce nanoscale atomic microscope probes at low cost because of short time for forming a probe mold, low consumption of materials, low cost and complicated MEMS process.
본 발명의 하이드로젤 탐침 및 그 생산방법은 탐침 몰드를 통한 탐침을 성형함에 있어서 원하는 형상으로 성형 결과를 조절할 수 있다.The hydrogel probe of the present invention and its production method can control the molding result to a desired shape when forming a probe through a probe mold.
또한, 본 발명에 따른 폴리머 몰드는 탄성체로서 압축 변형이 가능하며, 와이어 팁의 첨단부를 복제하여 홈을 형성한 후에도 부분적으로 압축함으로써 종횡비 및 반경 등을 설계에 맞게 조절할 수가 있다. In addition, the polymer mold according to the present invention can be compression-deformed as an elastic body, and after the groove is formed by duplicating the tip portion of the wire tip, it is partially compressed so that the aspect ratio and the radius can be adjusted according to the design.
또한, 상대적으로 저렴하고 공진 주파수가 일정한 석영 튜닝 포크를 이용하는 것이 가능해짐으로써, 기존의 MEMS 공정에서 생산된 캔틸레버 구조에 비해 정확한 공진 주파수를 형성할 수 있다.In addition, since it is possible to use a quartz tuning fork that is relatively inexpensive and has a constant resonance frequency, an accurate resonance frequency can be formed as compared with a cantilever structure produced in a conventional MEMS process.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로젤 탐침과 종래의 미소 캔틸레버용 탐침을 비교하기 위한 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로젤 탐침의 생산방법 중 폴리머 몰드를 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로젤 탐침의 생산방법 중 폴리머 몰드를 이용하여 하이드로젤 탐침을 생산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로젤 탐침의 생산방법 중 와이어 팁을 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로젤 탐침의 생산방법 중 와이어 팁을 액상의 폴리머에 함침하는 과정에서 발생할 수 있는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로젤 탐침의 생산방법 중 폴리머 몰드의 개선된 형성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 폴리머 몰드의 개선된 형성 과정에 사용되는 와이어 팁 및 그 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 여러 실시예에 따른 하이드로젤 탐침의 생산방법 및 그에 따른 하이드로젤 탐침을 설명하기 위한 사진 및 그래프이다.1 is a photograph for comparing a hydrogel probe according to an embodiment of the present invention with a probe for a conventional micro-cantilever.
2 is a view illustrating a process of forming a polymer mold in a method of producing a hydrogel probe according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a process of producing a hydrogel probe using a polymer mold in a method of producing a hydrogel probe according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are views for explaining a process of forming a wire tip in a method of producing a hydrogel probe according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a case where a wire tip may be impregnated into a liquid polymer in a method of producing a hydrogel probe according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining an improved process of forming a polymer mold in a method of producing a hydrogel probe according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view for explaining a wire tip used in the improved formation process of the polymer mold of FIG. 7 and its effect. FIG.
9 to 11 are photographs and graphs for explaining a method of producing a hydrogel probe according to various embodiments of the present invention and a hydrogel probe according to the method.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments. For reference, the same numbers in this description refer to substantially the same elements and can be described with reference to the contents described in the other drawings under these rules, and the contents which are judged to be obvious to the person skilled in the art or repeated can be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로젤 탐침과 종래의 미소 캔틸레버용 탐침을 비교하기 위한 사진이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로젤 탐침의 생산방법 중 폴리머 몰드를 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로젤 탐침의 생산방법 중 폴리머 몰드를 이용하여 하이드로젤 탐침을 생산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a photograph for comparing a hydrogel probe according to an embodiment of the present invention with a probe for a conventional micro-cantilever. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a process for producing a hydrogel probe according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view illustrating a process of producing a hydrogel probe using a polymer mold in a method of producing a hydrogel probe according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 1을 참조하면, 좌측에는 약 50㎛의 폭을 갖는 종래의 미세 캔틸레버에 형성된 하이드로젤 탐침이 게시되며, 우측에는 약 300㎛의 너비를 갖는 석영 튜닝 포크 및 그 석영 튜닝 포크의 끝에 형성된 본 실시예에 따른 하이드로젤 탐침이 게시된다. Referring to FIG. 1, a hydrogel probe formed on a conventional fine cantilever having a width of about 50 mu m is posted on the left side, a quartz tuning fork having a width of about 300 mu m on the right side, A hydrogel probe according to the example is published.
본 실시예에 따른 하이드로젤 탐침은 약 200㎛의 크기로 석영 튜닝 포크의 단부에 일체로 형성되며, 원뿔 모양으로 높은 종횡비를 갖도록 형성된다. 반면, 종래의 하이드로젤 탐침은 약 20㎛의 크기로 미세 캔틸레버의 실리콘 빔에 형성되며, 사각뿔 또는 피라미드 형상으로 형성된다. The hydrogel probe according to this embodiment is formed integrally with the end of the quartz tuning fork with a size of about 200 탆 and formed to have a conical shape with a high aspect ratio. On the other hand, a conventional hydrogel probe is formed in a silicon beam of a fine cantilever with a size of about 20 탆 and formed into a quadrangular pyramid or a pyramid shape.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 하이드로젤 탐침은 종래에 비해 약 10배 또는 그 이상의 크기로 형성되는 것이 가능하다. 또한, 종래의 하이드로젤 탐침은 실리콘 웨이퍼를 식각하여 제공되는 홈에 형성되기 때문에, 사각뿔 형상으로만 형성이 가능하다. As shown in the figure, the hydrogel probe according to the present embodiment can be formed to have a size about 10 times or more as compared with the conventional one. In addition, since the conventional hydrogel probe is formed in a groove provided by etching a silicon wafer, it can be formed only in the shape of a quadrangular pyramid.
만약, 본 실시예에서와 같이, 종래의 방법으로 약 200㎛의 크기를 갖는 탐침을 형성하고자 한다면, 약 1000배의 부피를 갖는 홈을 형성해야 하므로 홈을 형성하는 시간도 현저하게 증가하며, 재료의 소비도 과도해질 수가 있다.If a probe having a size of about 200 탆 is to be formed by a conventional method as in the present embodiment, the time for forming the groove is remarkably increased because a groove having a volume of about 1000 times is formed, Can also be excessive.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 하이드로젤 탐침의 제조방법은 첨단부(210)를 갖는 와이어 팁(200)을 이용하는 것을 특징으로 하며, 와이어 팁(200)을 형성하기 위한 방법 및 그 와이어 팁(200)을 이용하여 형성된 폴리머 몰드(300) 역시 고유의 기술적 및 형태적 특징을 갖는다.Referring to FIGS. 2 and 3, a method of manufacturing a hydrogel probe according to an embodiment of the present invention includes using a
우선, 도 2의 (a)를 보면, 하이드로젤 탐침을 형성하기 위해 액상의 폴리머(301) 및 와이어 팁(200)이 제공되며, 와이어 팁(200)의 하부에는 첨단부(210)가 형성된다. 액상의 폴리머(301)는 액상의 h-PDMS 등이 사용될 수 있으며, 와이어 팁(200)는 텅스텐 와이어의 단부를 전기화학적으로 식각하여 원뿔 모양으로 형성된 첨단부(210)를 포함할 수 있다. 2 (a), a
도 2의 (b)를 보면, 와이어 팁(200)의 첨단부(210)를 액상의 폴리머(301)에 함침한 후, 열을 이용하여 액상 폴리머(301)를 경화시킬 수 있다. 액상 폴리머(301)가 경화된 이후, 폴리머 몰드(300)가 형성된다. 2 (b), the
도 2의 (c)를 보면, 폴리머 몰드(300)로부터 와이어 팁(200)을 분리할 수 있다. 경화된 이후 폴리머 몰드(300)에는 와이어 팁(200)의 첨단부(210)에 대응하는 음각의 홈(320)이 형성될 수 있으며, 여기서 홈(320)은 후술하는 하이드로젤 탐침(100)을 형성하기 위한 몰드로서 기능을 할 수 있다. Referring to FIG. 2 (c), the
도 3의 (d)를 보면, 폴리머 몰드(300)의 홈(320)에 피펫을 이용하여 PEG-DA와 같은 광경화성 폴리머 시료(101)를 주입할 수 있다. 이 외에도 광경화성 폴리머 시료는 다양한 광경화성 물질을 이용하여 형성될 수 있다. 3 (d), a photo-
도 3의 (e)를 보면, 광경화성 폴리머 시료(101)가 있는 폴리머 몰드(300)의 상부에서 z-방향 스테이지로 석영 튜닝 포크(110)와 같은 캔틸레버 구조가 접근할 수 있다. 3 (e), a cantilever structure, such as a
도 3의 (f)를 보면, 석영 튜닝 포크(110)가 폴리머 몰드(300)의 광경화성 폴리머 시료(101)와 접촉한 상태에서, 저면으로부터 자외선이 조사될 수 있다. 이 노광 공정을 통해서 홈(320) 내의 광경화성 폴리머 시료(101)가 경화될 수 있으며, 경화와 동시에 하이드로젤 탐침(100)이 석영 튜닝 포크(110)의 단부에서 일체로 결합될 수 있다. 3 (f), ultraviolet light can be irradiated from the bottom surface of the
도 3의 (g)를 보면, 일체를 이루는 석영 튜닝 포크(110)와 하이드로젤 탐침(100)은 상호 결합된 상태를 유지하며, 폴리머 몰드(300)로부터 분리될 수 있다.Referring to FIG. 3 (g), the
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로젤 탐침의 생산방법 중 와이어 팁을 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4 and 5 are views for explaining a process of forming a wire tip in a method of producing a hydrogel probe according to an embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 첨단부(210)를 갖는 와이어 팁(200)을 생산하기 위해 텅스텐 와이어(201)를 이용할 수 있으며, 텅스텐 와이어(201)의 단부를 전기화학적으로 식각하여 첨단부(210)를 형성할 수 있다.4 and 5, a
전기화학적 식각을 위해 텅스텐 와이어(201)는 약 3.5V의 전압을 제공하는 전극에 연결될 수 있으며, 3몰의 수산화나트륨 용액을 포함하는 용기에서 용액의 수면으로는 링 형상의 전극(230)이 음극에 연결될 수 있다. 전기회로는 전원을 차단할 수 있는 회로를 포함할 수 있다.For electrochemical etching, the
도 5에 도시된 바와 같이, 텅스텐 와이어(201)의 단부를 함침한 상태에서 전기회로에 전원을 인가할 수 있다. 전원이 인가됨에 따라 텅스텐 와이어(201)와 연결된 애노드 전극에서는 텅스텐이 산소와 결합하여 식각되며, 캐소드 전극에서는 물과 전자가 결합하여 수소 등이 발생할 수 있다.As shown in FIG. 5, power may be applied to the electric circuit in a state where the end portion of the
링 형상의 전극(230)에 의해서 텅스텐 와이어(201)의 주변으로 식각 반응은 골고루 진행되며, 텅스텐 와이어(201)를 염기 용액 밖으로 천천히 이동시킴으로써 텅스텐 와이어(201)의 하부가 원뿔 모양으로 점점 가늘어지도록 할 수 있다. 여기서 작업자는 텅스텐 와이어(201)의 상승 속도를 조절하면서 원하는 종횡비를 갖도록 텅스텐 와이어(201)의 단부를 식각할 수 있다.The etching reaction proceeds uniformly around the
본 실시예에서 첨단부(210)는 원뿔 형상으로 형성될 수 있다. 첨단부(210)가 염기 용액의 수면으로부터 분리되는 순간에는 전기회로는 전압을 차단하여 첨단부(210)의 끝이 뭉툭해지지 않고 뾰족하게 유지되도록 할 수 있다. 왜냐하면, 첨단부(210)가 염기 용액의 수면으로부터 분리되는 순간에도 계속 반응이 지속되면 오히려 첨단부의 끝이 뭉툭해질 수 있기 때문이다.In this embodiment, the
본 실시예에서는 텅스텐 와이어(201)가 끊어지는 지점, 즉 수면에서 분리되는 순간의 임계값을 미리 설정하고, 전류를 모니터링하다가 미리 설정된 임계값에 도달하면 전압을 차단함으로써 텅스텐 와이어(201)의 첨단부(210) 끝 부분이 뭉툭해 지는 것을 방지할 수 있다.In this embodiment, a threshold value of a moment when the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로젤 탐침의 생산방법 중 와이어 팁을 액상의 폴리머에 함침하는 과정에서 발생할 수 있는 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로젤 탐침의 생산방법 중 폴리머 몰드의 개선된 형성 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7의 폴리머 몰드의 개선된 형성 과정에 사용되는 와이어 팁 및 그 효과를 설명하기 위한 도면이다. 6 is a view for explaining a case in which a wire tip is impregnated into a liquid polymer in a method of producing a hydrogel probe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross- FIG. 8 is a view for explaining a wire tip used in an improved formation process of the polymer mold of FIG. 7 and its effect. FIG. 8 is a view for explaining an improved formation process of a polymer mold in a method of producing a hydrogel probe according to the present invention.
도 6을 참조하면, 와이어 팁(200)을 액상 폴리머(301)에 접근시키는 경우, 액상 폴리머(301)의 표면 장력에 의해서 메니스커스(meniscus)가 발생할 수 있다. 메니스커스에 의해서 첨단부(210)의 표면을 타고 액상 폴리머(301)의 일부가 첨단부(210) 주변을 수용할 수 있는데, 이때 메니스커스의 높이가 일정하지 않다는 문제점이 제기될 수 있다. Referring to FIG. 6, when the
도 7 및 도 8을 참조하면, 와이어 팁(200)의 첨단부(210)를 액상의 폴리머(301)에 함침하기 전에, 폴리머 몰드(300)의 소정의 설계된 깊이(h) 또는 크기에 대응하도록 첨단부(210) 주변으로 메니스커스 판(240)을 제공할 수 있다. 7 and 8, prior to impregnating the
메니스커스 판(240)은 중앙에 와이어 팁(200)이 통과할 수 있는 구멍(242)을 포함할 수 있으며, 와이어 팁(200)의 중심축에 수직하도록 와이어 팁(200)에 고정될 수 있다. 메니스커스 판(240)과 와이어 팁(200) 사이의 공간은 에폭시 등의 충진재로 마감될 수 있다.The
도 8의 (d)를 보면, 메니스커스 판(240)이 고정된 상태에서 와이어 팁(200)은 액상의 폴리머(301) 수면에 접근할 수 있다. 이때 표면 장력에 의해서 액상의 폴리머(301)는 메니스커스 판(240)의 저면까지 상승한 높이를 유지할 수 있으며, 폴리머 몰드(300)는 광경화 과정을 통해 메니스커스 판(240)으로부터 설계된 깊이(h) 또는 크기의 홈을 갖도록 형성되는 것이 가능하다.8 (d), the
도 7의 (b)를 보면, 메니스커스 판(240)의 저면은 경화된 h-PDMS와의 분리를 용이하게 하기 위해 실란(silane) 표면 처리를 할 수 있으며, 열 경화를 통해서 폴리머 몰드(300)가 형성될 수 있다. 7 (b), the bottom surface of the
폴리머 몰드(300)는 상면으로부터 돌출된 메니스커스 돌기(310) 및 메니스커스 돌기(310)의 중앙에서 하방으로 형성된 음각 뿔 모양의 홈(320)을 포함할 수 있다.The
메니스커스 돌기(310)의 상면은 평탄하게 제공될 수 있으며, 폴리머 몰드(300)에서 메니스커스 돌기(310)가 형성되는 것은 신규하기 때문에, 홈(320) 및 홈(320) 주변으로 형성된 메니스커스 돌기(310)를 통해서 폴리머 몰드(300)가 와이어 팁(200) 및 메니스커스 판(240)을 이용하여 형성되었음을 바로 확인이 가능하다.The upper surface of the
도 7의 (d)를 보면, 음각 뿔 모양의 홈(320)에 광경화성 폴리머 시료(101)가 주입될 수 있으며, 폴리머 몰드(300)의 주변으로 가압 부재를 배치하고, 가압 부재를 이용하여 대칭을 이루도록 압력을 가함으로써, 홈(320)의 종횡비 및 반경 등을 추가로 조절할 수가 있다. 7 (d), a
도 7의 (f)를 보면, 메니스커스 돌기(310)의 상면에서 캔틸레버 구조(110)를 광경화성 폴리머 시료(101)와 접촉하도록 할 수 있다. 그리고, 자외선을 이용한 노광 공정을 통해 캔틸레버 구조(110)의 단부에 하이드로젤 탐침(100)을 일체로 형성할 수 있다.7 (f), the
도 9 내지 도 11은 본 발명의 여러 실시예에 따른 하이드로젤 탐침의 생산방법 및 그에 따른 하이드로젤 탐침을 설명하기 위한 도면이다. 9 to 11 are views for explaining a method of producing a hydrogel probe according to various embodiments of the present invention and a hydrogel probe according to the method.
도 9를 참조하면, 석영 튜닝 포크에 하이드로젤 탐침을 형성하기 위한 스테이지가 제공될 수 있으며, 그 하부로는 가압부재(compression jig)를 형성하여 폴리머 몰드의 형상을 변형시키는 것이 가능하다. 또한, 가압부재의 하부로 모니터링 장치가 제공되어 와이어 팁 및 하이드로젤 탐침의 결합위치를 관찰할 수 있다.Referring to FIG. 9, a stage for forming a hydrogel probe in a quartz tuning fork may be provided, and a compression jig may be formed at a lower portion thereof to deform the shape of the polymer mold. Also, a monitoring device may be provided below the pressing member to observe the joining position of the wire tip and the hydrogel probe.
하이드로젤 탐침은 석영 튜닝 포크에서 다양한 위치에 형성될 수 있다. 석영 튜닝 포크의 수직 하방에 위치할 수도 있고, 측면에 형성될 수 있으며, 경사진 일면에 형성될 수도 있다. 도 9의 우측을 보면, 하이드로젤 탐침들이 다양한 위치에 형성된 것을 주사 전자 현미경으로 촬영한 이미지를 확인할 수 있다.Hydrogel probes can be formed at various locations in a quartz tuning fork. May be positioned vertically below the quartz tuning fork, may be formed on the side surface, or may be formed on an inclined surface. On the right side of FIG. 9, it can be seen that the hydrogel specimens are formed at various positions and taken by scanning electron microscope.
도 10을 참조하면, 좌측은 텅스텐 와이어의 첨단부 이미지이며, 우측은 폴리머 몰드에 의해서 복제된 하이드로젤 탐침의 이미지이며, 이들은 주사 전자 현미경으로 촬영한 이미지이다. Referring to Fig. 10, the left side is the tip end image of the tungsten wire, and the right side is the image of the hydrogel probe replicated by the polymer mold, which is an image taken by a scanning electron microscope.
도 11을 참조하면, 하이드로젤 탐침이 부착된 석영 튜닝 포크를 이용하여 원자 현미경으로 이미지화한 결과물을 확인할 수 있다. 이러한 본 발명의 하이드로젤 탐침을 이용한 공진 스펙트럼 및 이미지 분석 결과는 우측 그래프를 통해서 확인할 수 있다.Referring to FIG. 11, a quartz tuning fork equipped with a hydrogel probe is used to confirm the result of imaging with an atomic force microscope. The results of resonance spectrum and image analysis using the hydrogel probe according to the present invention can be seen from the right graph.
본 실시예에 따르면, 하이드로젤 탐침은 석영 튜닝 포크 또는 캔틸레버 구조에서 분리 및 재복제가 가능하며, 하이드로젤 탐침을 제거하기 위해서 피라냐(piranha) 공정 등을 이용할 수 있다.According to the present embodiment, the hydrogel probe can be separated and rewound in a quartz tuning fork or cantilever structure, and a piranha process or the like can be used to remove the hydrogel probe.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. It can be understood that
100 : 공진 구조물 110 : 베이스 패턴
120 : 공진 패턴 122 : 링 베이스
124 : 캔틸레버 130 : 제1 고분자층
140 : 제2 고분자층 142 : 경계층100: Resonator structure 110: Base pattern
120: Resonance pattern 122: Ring base
124: cantilever 130: first polymer layer
140: second polymer layer 142: boundary layer
Claims (14)
액상의 폴리머를 제공하는 단계;
첨단부를 갖는 와이어 팁을 제공하는 단계;
상기 와이어 팁의 상기 첨단부를 상기 액상의 폴리머에 함침하는 단계;
상기 첨단부가 함침된 상태에서 상기 액상의 폴리머를 경화하여 음각의 폴리머 몰드를 형성하는 단계;
상기 폴리머 몰드에 광경화성 폴리머 시료를 주입하는 단계;
상기 폴리머 몰드에 캔틸레버 구조를 접근시키는 단계;
상기 캔틸레버 구조가 상기 폴리머 몰드의 상기 광경화성 폴리머 시료와 접촉한 상태에서 노광 공정을 통해 상기 캔틸레버 구조와 일체를 이루는 하이드로젤 탐침을 형성하는 단계;
일체를 이루는 상기 캔틸레버 구조와 상기 하이드로젤 탐침을 상기 폴리머 몰드로부터 분리하는 단계;를 구비하는 하이드로젤 탐침의 생산방법.A method of producing a hydrogel probe formed at an end of a cantilever structure,
Providing a liquid polymer;
Providing a wire tip having a tip portion;
Impregnating the tip of the wire tip with the liquid polymer;
Curing the liquid polymer in the impregnated tip portion to form an engraved polymer mold;
Injecting a photo-curable polymer sample into the polymer mold;
Approaching the cantilever structure to the polymer mold;
Forming a hydrogel probe integral with the cantilever structure through an exposure process in a state where the cantilever structure is in contact with the photocurable polymer sample of the polymer mold;
And separating the hydrogel probe from the polymer mold, wherein the hydrogel probe is separated from the cantilever structure and the hydrogel probe.
상기 첨단부를 갖는 상기 와이어 팁을 제공하는 단계는 금속 와이어의 단부를 식각하여 제공되는 것을 특징으로 하는 하이드로젤 탐침의 생산방법.The method according to claim 1,
Wherein providing the wire tip with the tip portion is provided by etching an end of the metal wire.
상기 금속 와이어에 애노드 전극을 연결하고 염기 용액에 캐소드 전극을 연결한 상태에서, 상기 금속 와이어의 단부를 함침한 상태에서 상기 금속 와이어를 상기 염기 용액 밖으로 이동시키면서 상기 금속 와이어의 단부를 식각하여 뿔 모양의 상기 첨단부를 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로젤 탐침의 생산방법.3. The method of claim 2,
The end of the metal wire is etched by moving the metal wire out of the base solution while the end of the metal wire is impregnated with the anode electrode connected to the metal wire and the cathode electrode connected to the base solution, Of the tip of the hydrogel tip.
상기 염기 용액의 수면에 링 형상의 상기 캐소드 전극을 제공하며, 상기 캐소드 전극의 중심부에서부터 상기 금속 와이어를 연직 상방향으로 분리하여 원뿔 모양의 상기 첨단부를 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로젤 탐침의 생산방법.The method of claim 3,
Wherein the ring-shaped cathode electrode is provided on the surface of the base solution, and the metal wire is vertically separated from the center of the cathode electrode to form the conical tip. .
상기 첨단부가 상기 염기 용액의 수면으로부터 분리되는 순간에 전압을 차단하는 것을 특징으로 하는 하이드로젤 탐침의 생산방법.5. The method of claim 4,
Wherein the voltage is cut off at the moment when the tip ends separate from the water surface of the base solution.
상기 금속 와이어는 텅스텐으로 형성된 것을 특징으로 하는 하이드로젤 탐침의 생산방법.The method of claim 3,
Wherein the metal wire is formed of tungsten.
상기 와이어 팁의 상기 첨단부를 상기 액상의 폴리머에 함침하기 전에,
상기 폴리머 몰드의 소정의 설계된 깊이 또는 크기에 대응하여, 상기 첨단부 주변으로 메니스커스 판을 제공하며, 상기 메니스커스 판은 상기 와이어 팁의 중심축에 수직하고, 상기 액상의 폴리머의 표면 장력에 의해서 상기 액상의 폴리머는 상기 메니스커스 판의 저면까지 상승한 높이를 유지하고, 상기 폴리머 몰드는 광경화 과정을 통해 상기 메니스커스 판으로부터 상기 설계된 깊이 또는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이드로젤 탐침의 생산방법.The method according to claim 1,
Before impregnating the tip portion of the wire tip with the liquid polymer,
Providing a meniscus plate around the tip, corresponding to a predetermined designed depth or size of the polymer mold, the meniscus plate being perpendicular to the central axis of the wire tip, and the surface tension of the liquid polymer Wherein the liquid polymer maintains a height elevated to the bottom surface of the meniscus plate and the polymer mold is formed at the designed depth or size from the meniscus plate through a photocuring process. Method of production of probe.
상기 하이드로젤 탐침은 캔틸레버 구조의 단부에 일체로 형성되며, 광경화성 폴리머 시료를 경화시켜 제공되는 것을 특징으로 하는 하이드로젤 탐침.8. A hydrogel probe produced by the method for producing a hydrogel probe according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the hydrogel probe is integrally formed at an end of the cantilever structure and is provided by curing the photocurable polymer sample.
상기 하이드로젤 탐침과 상기 캔틸레버 구조 간의 접촉면의 크기는 최소 100㎛ 이상 300㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 하이드로젤 탐침.9. The method of claim 8,
Wherein the size of the contact surface between the hydrogel probe and the cantilever structure is at least 100 탆 and not more than 300 탆.
상기 폴리머 몰드는 상면으로부터 돌출된 메니스커스 돌기 및 상기 메니스커스 돌기의 중앙에서 하방으로 형성된 음각 뿔 모양의 홈을 포함하며,
상기 메니스커스 돌기의 상면을 평탄하고,
음각 뿔 모양의 상기 홈에 광경화성 폴리머 시료가 주입되며, 상기 메니스커스 돌기의 상면에서 상기 광경화성 폴리머 시료와 접촉한 상태에서 노광 공정을 통해 성형되는 하이드로젤 탐침이 상기 캔틸레버 구조와 일체를 이루는 것을 특징으로 하는 폴리머 몰드.A polymer mold for forming a hydrogel probe at an end of a cantilever structure,
Wherein the polymer mold includes a meniscus projection projecting from the upper surface and a concave conical recess formed downward from the center of the meniscus projection,
Wherein the upper surface of the meniscus projection is flat,
A hydrogel polymer sample is injected into the grooves having a conical horn shape and a hydrogel probe formed through an exposure process in contact with the photocurable polymer sample on the upper surface of the meniscus projection is integrated with the cantilever structure ≪ / RTI >
첨단부를 갖는 와이어 팁을 액상의 폴리머에 함침하고, 상기 첨단부가 함침된 상태에서 상기 액상의 폴리머를 경화하여 상기 폴리머 몰드가 형성되되,
상기 폴리머 몰드의 소정의 설계된 깊이 또는 크기에 대응하여, 상기 첨단부 주변으로 메니스커스 판이 상기 와이어 팁의 중심축에 수직하게 제공되고, 상기 액상의 폴리머의 표면 장력에 의해서 상기 액상의 폴리머는 상기 메니스커스 판의 저면까지 상승한 높이를 유지하고, 상기 폴리머 몰드는 상기 액상의 폴리머를 광경화하는 과정을 통해 상기 메니스커스 판으로부터 상기 설계된 깊이 또는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리머 몰드.11. The method of claim 10,
Impregnating a wire tip having a tip end portion with a liquid polymer and curing the liquid polymer in a state of impregnating the tip end portion to form the polymer mold,
Wherein a meniscus plate is provided perpendicular to a central axis of the wire tip around a periphery of the tip, corresponding to a predetermined designed depth or size of the polymer mold, and by the surface tension of the liquid polymer, Wherein the polymer mold is formed at a designed depth or size from the meniscus plate through a process of photo-curing the liquid polymer, while maintaining the height elevated to the bottom of the meniscus plate.
상기 와이어 팁은 금속 와이어의 단부를 식각하여 제공되되,
상기 금속 와이어에 애노드 전극을 연결하고 염기 용액에 캐소드 전극을 연결한 상태에서, 상기 금속 와이어의 단부를 부분적으로 함침한 상태에서 상기 금속 와이어를 상기 염기 용액 밖으로 이동시키면서 상기 금속 와이어의 단부를 식각하여 뿔 모양의 상기 첨단부가 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리머 몰드.12. The method of claim 11,
The wire tip is provided by etching an end of a metal wire,
The end of the metal wire is etched while moving the metal wire out of the base solution while the end of the metal wire is partially impregnated with the anode electrode connected to the metal wire and the cathode electrode connected to the base solution And said horn-shaped tip portion is formed.
상기 염기 용액의 수면에 링 형상의 상기 캐소드 전극을 제공하며, 상기 캐소드 전극의 중심부에서부터 상기 금속 와이어를 연직 상방향으로 분리하면서 원뿔 모양의 상기 첨단부가 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리머 몰드.13. The method of claim 12,
Wherein the tip portion of the conical shape is formed while separating the metal wire from the central portion of the cathode electrode in the vertical direction, the ring-shaped cathode electrode being provided on the water surface of the base solution.
상기 첨단부가 상기 염기 용액의 수면으로부터 분리되는 순간에 전압을 차단하며 상기 첨단부의 끝을 뾰족하게 형성하는 것을 특징으로 하는 폴리머 몰드.14. The method of claim 13,
Wherein the tip is sharpened at the tip of the tip and blocks the voltage at the moment when the tip ends separate from the surface of the base solution.
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|---|---|---|---|
| KR1020170159925A KR102005911B1 (en) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | Method of producing large size of hydrogel prove and hydrogel prove thereof |
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|---|---|
| KR20190061489A KR20190061489A (en) | 2019-06-05 |
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Family
ID=66844651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170159925A KR102005911B1 (en) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | Method of producing large size of hydrogel prove and hydrogel prove thereof |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004105046A2 (en) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Scanning probe microscopy probe and method for scanning probe contact printing |
| US20140033374A1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | Academia Sinica | System for fabricating nanoscale probe and method thereof |
| US20140130215A1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-08 | Rave, Llc | Indented Mold Structures For Diamond Deposited Probes |
| CN106771377A (en) * | 2017-03-14 | 2017-05-31 | 贵州大学 | The draw bail and probe rod fixing means of a kind of vertical fixed probe rod |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100595523B1 (en) * | 2004-07-20 | 2006-07-03 | 엘지전자 주식회사 | Nano data writing and reading apparatus using cantilever transfer and manufacturing method thereof |
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-
2017
- 2017-11-28 KR KR1020170159925A patent/KR102005911B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 전기화학적 식각된 텅스텐 와이어를 이용한 원자현미경 탐침 몰드 제작(대한기계학회 2016년도 학술대회, 공지시점 2016.12월)* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190061489A (en) | 2019-06-05 |
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