[인더스트리뉴스 조창현 기자] PI가 ‘액체 핸들링’을 위한 피에조 컴포넌트를 소개한다. PI에서 제공하는 ‘피에조세라믹 컴포넌트’는 △플레이트 △디스크 △튜브 등 다양한 형태 및 1mm 미만 크기로 맞춤화된 형상, 치수 및 전극 설계가 가능하다.
피에조 마이크로유체 장치는 밀리리터(ml)에서 피코리터(pl) 범위의 소량을 제어해야 하는 ‘분배 작업’에 사용될 수 있으며, △액체 핸들링 애플리케이션 △게놈 시퀀싱 △PCR △ELISA 테스트 △세포측정 등 체외진단 및 실험실 ‘자동화’ 분야에 적용할 수 있다.
유량 조절 등 액체 핸들링에 적합
기판 또는 멤브레인에 접착된 피에조 컴포넌트는 굽힘 변위가 유체 챔버로 전달돼 ‘원활한 액체 흐름’을 보장한다. 또, 소형 피에조 컴포넌트는 휴대용 현장진단 장비에 통합할 수 있는 1밀리미터 미만의 ‘경량 마이크로 펌프’를 구동한다.
또, 피에조 액추에이터는 밸브를 ‘직접 전환’하거나 ‘부피 변위’를 위한 폐쇄 스프링 또는 플렉시블 튜브에 대해 작동한다. 또, 에너지 소비가 낮아 배터리로 작동하는 ‘현장진단 장비’에 이상적이다. 피에조 밸브는 설계에 따라 ‘최대 몇 밀리미터’ 수준 변위를 가지는 PICMA 멀티레이어 벤딩 액추에이터로 설계하는 것이 가능하다.
다양한 활용 및 적용 가능
피에조세라믹 튜브를 이용한 잉크젯 원리는 ‘피코리터’까지 작은 물방울을 분사할 수 있다. 특히 PICMA 스택 피에조 액추에이터는 매우 동적인 모션을 제공하기에 ‘프린트 헤드’에 배치하면, 마이크로어세이가 생성돼 ‘초당 수천 개’에 달하는 물방울을 높은 정확도로 생성한다.
특히 파이프나 모세관 위에 접착된 디스크 또는 플레이트 같은 피에조 컴포넌트는 ‘초음파’를 생성해 밀도 변동 및 미세 난류를 유발한다. 사용자는 파워 초음파 또는 피에조 액추에이터로 인한 ‘캐비테이션’을 활용해 혼합을 구현할 수도 있다.
아울러 ‘정확하고 빠른 모션’을 보장하기 위해서는 피에조 디스크 또는 PICMA 멀티레이어 피에조 액추에이터가 필요하다. 해당 컴포넌트들은 ‘고주파’를 기반으로 몇 마이크로미터 수준의 순간 변위를 가능하게 하고, ‘미세유체 채널’ 내 흐름을 조작하는 것에 용이하다.
