Waarom we gebruikmaken van infraroodlicht in bio-sensorlabben
Bij het maken van bio-sensoren zijn de stappen van drogen en opwarmen vaak tijdrovend. Jarenlang was het gebruikelijk om hete lucht te gebruiken voor dit proces. Maar eerlijk gezegd: het is een behoorlijke omslachtige manier.
Het probleem is dat systeem die gebruikmaken van lucht te veel tijd besteden aan het opwarmen van de lege ruimte rondom de sensor, voordat de sensor zelf echt warm wordt. Dat is zonde van tijd en energie.
Daarom kiezen we ervoor om infraroodlampen te gebruiken.
Het probleem van het wachten
Stel je eens voor hoe hete lucht werkt: je moet eerst de lucht opwarmen, en daarna moet die lucht de sensor opwarmen. Het is net alsof je probeert een kamer op te warmen met een ruimteverwarmer, voordat je erin gaat – er is dus veel vertraging.
Infraroodlicht werkt anders. Het gaat om stralingsenergie. De fotonen raken het substraat rechtstreeks.
In de wereld van halfgeleiderverwerking is dit een enorme vooruitgang. Je hoeft niet te wachten tot de kamer volledig is opgewarmd. De opwarming vindt bijna onmiddellijk plaats. Bovendien zijn dunne biosensoren erg gevoelig; door ze sneller in en uit de hitte te brengen, hebben de organische lagen geen tijd om beschadigd te raken.
Het besparen van ruimte
Een van de grote voordelen is dat je minder ruimte nodig hebt. Je hoeft geen grote blazers of ingewikkelde leidingen meer te gebruiken om hete lucht te verspreiden. In plaats daarvan kun je de lampen rechtstreeks boven het transportband plaatsen. Eenvoudig.
Je kunt de lampen echter niet met maximale kracht gebruiken. Als je te veel vermogen in één plek gebruikt, ontstaan er hete punten die het substraat kunnen beschadigen. Het gaat erom om het juiste evenwicht te vinden tussen de afstand tussen de lampen en de snelheid waarmee het transportband zich beweegt.
Het nadeel (want er is altijd wel een nadeel)
Infraroodlicht is snel, maar het heeft ook een bepaalde richting. In tegenstelling tot hete lucht, die zich rondom een onderdeel verspreidt, verwarmt infraroodlicht alleen datgene wat het kan ‘zien’. Als je sensor een complexe 3D-vorm heeft, zullen er gebieden zijn waar het licht niet komt. We lossen dit meestal op door reflectoren te gebruiken, zodat de energie ook in die gebieden terechtkomt.
En hier is het belangrijkste: je moet de koelzones goed regelen. Omdat infraroodlicht zoveel energie levert, blijven de onderdelen heet. Als je deze hitte niet snel weghaalt, kan dit de kalibratie van de sensor verstoren. Je moet de sensor snel koelen om alles in balans te houden.