ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
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Invited Review Article : New Applications in Micro Chemical & Biological System
Abstract
Nowadays, chemical engineering has faced fatal problems including the high cost of R&D, the environmental pollution, and high energy consumption. This is one of reasons that chemical industry is behind other industries such as electronic industry in competitive edge. To overcome these problems in chemical industry, process-on-chip is suggested as the counterproposal and combinatorial technology in discovering new materials has drawn an interest. Combinatorial technology is involved in high-throughput screening that can find novel high-performance materials and catalysts more quickly, less costly and more successfully by using rapid characterization of physical and chemical properties. This consists of four steps, (1) making optimal combinatorial samples, (2) synthesis of combinatorial chip or samples at one time, (3) primary screening for combinatorial chip or samples and (4) rapid characterization of physical and chemical properties of samples. Process-on-chip means the chemical factory built on the chip. Therefore, this combines the microfluidic reactor with analytic systems to carry out complex catalytic chemical reactions and the reaction of harmful materials that is impossible in conventional chemical process. This is the expansion of Lab-on-a-chip and can be applied into various fields from the DNA sensor to micro-fuel cell. In particular, it is challengeable in our country because process-on-chip is undeveloped field until now, and therefore it is expected that this technique can stimulate our chemical industry.
초청총설논문 : 미세 생명,화학시스템의 새로운 응용분야
초록
현재 화학공학은 생산설비 구축 및 R&D의 고비용화와 환경 및 에너지 측면의 문제의 중첩으로 인해 화학공업 자체의 저부가가치화를 가속화시켜 전자 산업 등 여타산업과의 경쟁력에서 뒤쳐지는 결과를 초래하였다. 이러한 화학공업의 문제에 대한 해결방안으로 초미세화학공정(process-on-chip) 이 새로운 대안으로 제시되고 있고, 이와 더불어 신소재 개발의 혁신적인 방법 중의 하나인 조합화학기법의 중요성이 부각되고 있다. 조합화학 기술은 한 번에 많은 조합 연구시료를 값싸게 제작하고 이들의 특성 및 성능을 고속으로 측정, 평가함으로써 "더 빨리, 더 싸게, 더 성공적으로" 첨단 기능성 화학재료를 개발할 수 있는 고속 R&D 기법과 이 기법을 이용하여 실제로 첨단 기능성 화학재료를 창출하는 응용연구로 구성되어 있다. 고속 R&D 기법은 최적 조합 시료의 작성, 고집적 조합 시료 합성, 합성된 고집적 시료의 고속 성능 평가, 고집적 시료의 고속 특성 분석의 4단계로 이루어진다. 초미세화학공정(Process-on-chip) 은 복잡한 촉매 화학 반응과 유독물질의 반응 등을 수행할 수 있는 초미세 유체 반응기를 분석 장비와 통합하여 신개념의 화학공정을 칩 상에 구현한 것을 의미하는 것이다. 이는 Lab-on-chip에서 확장된 개념으로서 단지 화학공학 분야에 국한된 것이 아니라, DNA sensor와 같은 생물분야부터 micro-fuel cell 같은 차세대 에너지원 개발분야까지 다양하게 접목할 수 있다. 특히, 이러한 기술은 최근에 시작한 미개척분야로서 우리나라로서는 충분히 도전해 볼 만한 분야이며 이로 인해 현재 낙후된 화학공업은 새로운 활력소를 가질 수 있을 것으로 예상된다.