Dlaczego zamiast gorącego powietrza używamy światła podczerwonego w laboratoriach budujących biosensory
Podczas tworzenia biosensorów najtrudniejsze są etapy utwardzania i suszenia materiału. Od lat standardem jest wykorzystanie gorącego powietrza do tych celów. Ale szczerze mówiąc, to dosyć żmudne rozwiązanie.
Problemem jest to, że systemy oparte na powietrzu potrzebują mnóstwa czasu na ogrzanie otaczającego sensor przestrzeni, zanim sam sensor się nagrzeje. To strata czasu i energii.
Dlatego przesuwamy się w stronę lamp podczerwonych.
Problem „czekania”
Pomyślcie o tym, jak działa gorące powietrze – trzeba najpierw ogrzać powietrze, a potem to powietrze musi ogrzać sensor. To tak, jakby próbować ogrzać pomieszczenie za pomocą grzejnika, zanim wejdziemy do środka – występuje duża zwłoka.
Światło podczerwone jest inne – to energia promieniowa. Fotony trafiają bezpośrednio na substrat. W świecie produkcji półprzewodników to ogromna zaleta. Nie musimy czekać, aż komora się nagrzeje – proces jest niemal natychmiastowy. Ponadto, ponieważ cienkowarstwowe biosensory są niezwykle delikatne, szybsze umieszczanie ich w strefie cieplnej oznacza, że warstwy organiczne nie mają czasu się spalić lub uszkodzić.
Oszczędność miejsca
Jedną z największych zalet jest to, że zajmuje mniej miejsca. Można zapomnieć o dużych wentylatorach i skomplikowanych systemach doprowadzania gorącego powietrza. Wystarczy po prostu zamontować lampy bezpośrednio nad taśmą transportową. Proste.
Ale nie można używać maksymalnej mocy lamp. Jeśli umieścić zbyt dużo mocy w jednym miejscu, powstaną obszary o wysokiej temperaturze, które mogą uszkodzić substrat. Kluczem jest znalezienie odpowiedniego balansu pomiędzy odległością między lampami a prędkością ruchu taśmy transportowej.
Wady (bo zawsze jakieś są)
Światło podczerwone działa szybko, ale jest kierunkowe. W odróżnieniu od gorącego powietrza, które otacza elementy jak koc, światło podczerwone ogrzewa tylko to, co może „zobaczyć”. Jeśli sensor ma skomplikowany kształt 3D, wtedy pojawią się obszary, gdzie ciepło nie dociera. Zazwyczaj rozwiązujemy to za pomocą reflektorów, które odbijają energię do tych ukrytych miejsc.
A oto najważniejsza rzecz: trzeba dobrze zaplanować strefy chłodzenia. Ponieważ światło podczerwone dostarcza tak dużą ilość energii, elementy pozostają gorące. Jeśli nie usuniemy tej ciepło szybko, może to zakłócić kalibrację sensora. Trzeba go szybko ochłodzić, aby wszystko zostało przywrócone do normy.