나노소재의 특성화
CE 주입량은 보통 나노미터 범위에 있어 소중한 샘플에 장점이 될 수 있다. 그러나, 이 낮은 볼륨은 민감성이 우선시 될 때 단점이 될 수 있다. 식품에 의도적으로 첨가되지 않은 NM의 특성화가 목적이라면(예: 부수적이거나 오염물질) CE는 낮은 샘플 농도와 작은 주입량으로 인해 검출 및 정량화에 문제가 발생할 수 있다. CE 분리 전력을 ICP-MS와 같은 고해상도 검출 방법과 결합하면 문제가 부분적으로 완화될 수 있다. 온라인 샘플 스택과 같은 다른 전략도 CE 방법의 검출 한계를 개선하는 데 도움이 될 수 있다. NM의 CE 방법을 개발할 때 모세관이 막히는 것도 자주 발생하는 문제인데, 일반적인 모세관은 내경이 수백 미크론 미만이기 때문에 NM의 집적으로 인해 모세관을 차단할 수 있다. 문제 해결 프로세스는 지루하고 시간이 많이 소요될 수 있다. 대안은 보어 크기가 큰 모세관을 사용해 막힘 가능성을 줄이는 것이지만 이는 해상도를 희생하면서 발생한다. 계면활성제를 BGE에 첨가하는 것은 NMs의 안정성을 향상시키고 집계를 감소시키며 분리를 용이하게 하는 효과적인 방법이다. 계면활성제 분자는 NM과 상호작용할 수 있으므로 NM의 무결성을 조사하여 특히 NM이 다른 활성 성분의 캐리어 역할을 하는 제품의 경우 NM 내부 내용물의 샘플 분해나 누수가 없는지 확인하는 것이 중요하다.CE에서 NM의 현재 크기 분리 및 특성화는 모든 재료가 구면 형태를 가지고 있다고 가정한다. 로드 또는 불규칙한 모양과 같은 다른 형상이 있는 NM에서는 평균 크기를 방법에서 도출한다. 표본에 크기와 모양이 다른 NM이 혼합된 경우 결과를 해석할 때 주의해야 한다. 또한 앞에서 논의한 바와 같이 NMs의 전기적 거동은 표면 화학에 크게 의존한다. 따라서 크기 특성화를 위한 검정곡선을 설정하기 위해서는 항상 재료와 일치하는 표준을 사용해야 한다.
유연한 유기 전자소재를 이용한 미세유체 소자
재료 및 제작 기법
전통적으로 전해액 용액은 우리가 일상 생활에서 찾을 수 있는 가장 흔한 액체 도체다. 전통적인 미세유체학에서는 이런 종류의 액체를 주로 취급한다. 예를 들어, 많은 진단 애플리케이션에서 모세관 전기영양증은 종종 전도성이 있는 생물 검체를 다룬다. 그러나, 우리가 더 논의한 바와 같이 능동형 또는 수동형 전기 또는 전자 부품에서는 여전히 좋은 전기 전도체가 아니다.지난 몇 천년 동안 수은은 전도성 액체 금속으로 잘 알려져 왔고 많은 용도로 널리 사용되어 왔다. 액체 금속으로서 수은은 다른 일반적인 액체보다 표면 장력이 현저히 높다. 한 가지 결과는 유리와 같은 일반적인 표면을 적시는 것이 쉽지 않고, 채널에서 비지속성으로 이어지는 경향이 있다는 것이다. 이것은 대부분의 어플리케이션에서 떨어뜨려 사용하는 주요한 이유들 중 하나이다. 수은에 관한 또 다른 잠재적 관심사는 합병이다. 그것은 액체 합금을 형성하기 위해 다른 금속의 격자로 확산되는 경향이 있고, 따라서 원래의 금속 격자를 바꾸거나 심지어 파괴한다. 다른 구성 요소와 접촉할 경우 이는 잠재적인 단점이 될 수 있다. 현대의 조사에 따르면, 그것은 매우 낮은 증기 압력을 가지고 있기 때문에 인간의 건강과 환경에 매우 독성이 있다고 한다. 따라서 인체에 의해 쉽게 흡입될 수 있고 많은 중요한 생리적 기능을 차단하여 신체를 심각하게 약화시킬 수 있다. 높은 독성 때문에 수은의 사용은 많은 나라에서 허용되지 않는다.수은에 적합한 대체물질을 찾기 위해 전문가들은 수은에서 실온에서 액체가 될 수 있는 합금으로 초점을 옮겼다. 일부 합금은 NaK 합금, 우드의 금속, 필드 금속 등과 같이 조사되었다. 이 가운데 갈륨 기반 합금은 다른 합금(수성 포함)에 비해 장점이 많아 가장 많은 관심을 끌었다. 그것은 독성이 있지도 않고 반응적이지도 않다. 더 중요한 것은 액상 형태로 다른 것에 비해 상당히 넓은 범위를 가지고 있다는 점이다. 예를 들어, 일반적인 갈륨 기반 합금인 갈인스탄(갈륨, 인듐, 주석으로 이루어진 공극 합금)은 -19 °C에서 1500 °C 이상의 액체다. 따라서, 그것은 거의 모든 용도에 대해 수은을 대체할 수 있다. 동시에 미세유체 전자제품의 관점에서 볼 때 벌크 실버의 10분의 1 수준으로 전기 전도성이 비교적 높다.또 다른 새로운 종류의 액체 또는 액체 유사 도체는 젤과 같은 물질(또는 페이스트)이며, 대부분의 경우 복합체다. 이런 종류의 물질은 보통 어느 정도 변형될 수 있다. 전통적으로 전기화학적 용도를 제외한 대부분의 전기 용도에서 불충분한 낮은 전기 전도성을 가지고 있다. 그러나, 재료 과학과 나노기술의 발달로 인해, 이러한 종류의 도체 개발에서 괄목할 만한 진전이 이루어졌다. 예를 들어, 나노/마이크로 실버 입자(탄소 입자/나노튜브)를 PDMS 매트릭스와 혼합하여 신축성이 매우 제한적인 PDMS 성형 전극 센서 장치를 시연했다. 전기전도도는 적용된 변형률에 민감하기 때문에 아래 절에서와 같이 보통 간단한 변형률 센서를 개발하는 데 사용되었다. 또 다른 아이디어는 단벽 탄소 나노튜브와 이온 액체를 불소 화합물과 혼합하는 것이다. 이는 약 5700 S/m의 전도성을 보여주었다. 일반적으로 0.1~1000S/m에 이르는 전도성을 가진 기존의 탄소나 금속 입자 복합체와 비교하면 상당히 큰 단계다. 그러나 이것은 구리와 은과 같은 좋은 도체의 그것보다 여전히 대략 1만 배 낮다. 전도성이 높은 탄성 소재에 대한 또 다른 최근 연구는 양면 탄소 나노튜브에 요오드를 주입하는 것이다. 그들은 벌크 구리에 비견되는 매우 인상적인 전기 전도성을 보였다. 비록 이 작품들이 아직 초기 단계에 있지만, 중요한 과정은 소프트 전자제품에서 사용할 수 있는 새로운 기회를 제공할 것이다.
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