GCA: 유리 모세관 배열을 필터로 사용
유리 모세관 어레이가 필터로 작동하는 방식
GCA의 필터링 메커니즘은 순전히 물리적이며 크기 배제에 기반합니다. 상호작용 시뮬레이션에서 보여주듯이, 다양한 크기의 입자가 GCA에 접근하면 다음과 같은 결과가 나타납니다.
- 구멍 직경보다 작은 입자는 방해받지 않고 통과합니다.
- 구멍 직경보다 큰 입자 는 막히고 다시 튀어나옵니다.
- 여과 효율은 절대적입니다 . 즉, 대형 입자의 경우 통계적으로 돌파될 확률이 없습니다.
이러한 결정론적 동작으로 인해 GCA는 일관되고 안정적인 여과 성능이 필요한 애플리케이션에 특히 적합합니다.
GCA 여과의 주요 장점
- 정확한 크기 차단 : 기공 크기 분포가 있을 수 있는 멤브레인 필터와 달리 GCA는 매우 균일한 구멍 크기로 제조될 수 있습니다.
- 높은 유량 : 직선형 모세관 설계로 압력 강하를 최소화합니다.
- 내화학성 : 유리 구조로 뛰어난 내화학성을 제공합니다.
- 열 안정성 : 폴리머 멤브레인이 작동하지 않는 고온에서도 작동 가능
- 세척성 : 매끄러운 유리 표면은 효과적인 세척 및 재생을 용이하게 합니다.
500nm-10μm 홀 크기에 대한 중요 응용 분야
500nm~10μm 범위는 정밀한 입자 제어가 필수적인 다양한 고부가가치 응용 분야에 적합한 범위입니다.
1. 반도체 제조 및 EUV 리소그래피
응용 분야 : 고급 마이크로칩 생산을 위한 극자외선(EUV) 리소그래피
이 사이즈 범위가 중요한 이유 :
- 최신 반도체 노드(5nm, 3nm 공정)는 입자 오염에 매우 민감합니다.
- 단 50nm 크기의 입자 하나만으로도 수천 달러 상당의 마이크로칩에 치명적인 결함을 일으킬 수 있다.
- EUV 포토레지스트와 세척 화학 물질은 서브 마이크론 수준까지 여과되어야 합니다.
특정 사용 사례 :
- 공정가스 여과 : 화학기상증착(CVD) 및 에칭 공정에 사용되는 가스에서 입자 제거
- 화학적 여과 : 웨이퍼 처리를 위한 초순수 세척 용매는 100-500nm 수준에서 여과가 필요합니다.
- 클린룸 공기 여과 : HEPA 필터가 더 큰 입자를 처리하는 반면 GCA는 중요한 프로세스에 대한 사용 지점 여과를 제공할 수 있습니다.
경제적 영향 : 반도체 제조 공정에서 단 한 번의 오염 사고만으로도 수백만 달러의 생산 손실이 발생할 수 있습니다. 500nm~2μm의 구멍을 가진 GCA는 이러한 고비용 고장을 방지하는 데 필요한 정밀성을 제공합니다.
2. 생명공학 및 제약 응용 분야
응용 분야 : 세포 분리, 멸균 여과 및 생물 처리
이 사이즈 범위가 중요한 이유 :
- 박테리아의 크기는 일반적으로 0.5~5μm입니다.
- 효모세포는 일반적으로 3-8μm이다
- 포유류 세포의 크기는 10-30μm입니다.
- 바이러스는 일반적으로 20~300nm입니다.
3. 분석 및 연구 응용 프로그램
응용분야 : 시료 준비, 입자 크기 분석 및 연구
특정 사용 사례 :
- 세포 분류 : 다양한 세포 유형의 정확한 크기 기반 분리
- 입자 크기 표준 : 교정을 위한 단분산 입자 집단 생성
- 환경 모니터링 : 공기 중 또는 수중 입자의 크기 선택 샘플링
- 나노기술 연구 : 특성 분석을 위한 크기별 나노입자 분리
제조 정밀도: SZPhoton의 장점
최신 GCA 제조 기술은 놀라운 정밀도를 달성할 수 있습니다.
- 최소 홀 크기 : SZPhoton에서 제공하는 500nm(0.5μm)까지 가능
- 크기 균일성 : 변동 계수는 일반적으로 <5%입니다.
- 종횡비 : 길이 대 직경 비율 100:1 이상
- 구멍 밀도 : 제곱센티미터당 수백만 개의 구멍
이러한 정밀 제조를 통해 대화형 시뮬레이션에서 입증된 결정론적 필터링 동작이 가능해졌습니다.