Waarom we hete lucht vervangen door infrarood bij de productie van biosensoren
Bij het maken van biosensoren is het behoorlijk lastig om de chemische lagen op de juiste manier te drogen en te harden. De meeste traditionele methoden maken gebruik van hete luchtcirculatie. Als je ooit in een semiconductorenlab hebt gewerkt, weet je hoe dat gaat: je moet eindeloos wachten tot de temperatuur stijgt, en vaak is de temperatuur op verschillende plekken op de plaat zelfs niet gelijk. Dat is frustrerend.
Het gebruik van infraroodlampen verandert alles. Hierdoor ga je van convectie naar straling.
Het weglaten van de ‘tussenpersoon’ Denk eens na over hoe hete lucht werkt: eerst moet de lucht worden verhit, zodat deze de warmte kan overdragen aan het substraat. Dat gaat langzaam en is erg tijdrovend.
Infraroodlampen werken anders. Ze stralen elektromagnetische golven rechtstreeks op het substraat af. Er is geen tijdverlies door het opwarmen van de lucht. We hebben gezien dat dit de droogtijd met 40% tot 70% kan verminderen. Dat betekent dat je veel meer tijd overhoudt voor andere taken.
De nadelen (want niets is perfect) Het goede nieuws is dat infraroodlampen geen grote, lawaaierige blazers of ingewikkelde leidingen nodig hebben. Hierdoor wordt de ruimte die je nodig hebt voor de apparatuur kleiner. Dat is natuurlijk een voordeel in een overvol lab.
Maar je moet wel voorzichtig zijn. Infraroodstraling heeft veel kracht. Als de lamp te dichtbij komt, kan dit schade toebrengen aan de gevoelige organische lagen. Het is belangrijk om de juiste afstand en sterkte van de lamp te vinden. Je wilt immers je harde werk niet verpesten.
Het toepassen in de praktijk Het goede nieuws is dat het vervangen van hete lucht door infrarood meestal een eenvoudige oplossing is. Als je snel een oppervlakte wilt harden, gebruik dan korte-golflengte infrarood. Als je te maken hebt met dikker materiaal en de hitte diep naar binnen moet gaan, is middele-golflengte infrarood de beste keuze.
Maar het echte geheim is dat het niet alleen gaat om de snelheid. Het gaat ook om het gemak. Luchtcirculatie is onvoorspelbaar – de stromingen kunnen zich veranderen. Infraroodstraling daarentegen is stabiel. Zolang je een constante spanning toevoert via een goede PID-regelaar, krijg je een temperatuurstabiliteit die met hete lucht niet haalbaar is.
Daarom wordt infrarood steeds vaker gebruikt door mensen die veel producten willen produceren zonder zich zorgen te maken over de consistentie.