Rezygnacja z pieców: inteligentniejszy sposób na produkcję biosensorów
Tworzenie biosensorów zwykle wymaga długiego czasu suszenia i utwardzania materiału. Przez lata wszystko wkładaliśmy do dużych pieców konwekcyjnych. Ale problem polega na tym, że te piecyki zużywają mnóstwo energii – połowę czasu spędzają na podgrzewaniu powietrza i ścian komory, zanim w ogóle dotrą do produktu. To straty energii.
Dlatego przeszliśmy na lampy podczerwone. Zamiast podgrzewać całą komorę, skupiamy się wyłącznie na punkcie docelowym.
Skupienie ciepła dokładnie tam, gdzie jest potrzebne
Lampy podczerwone działają inaczej – wykorzystują promieniowanie, aby przekazać energię bezpośrednio do substratu. Gdy mamy do czynienia z warstwami o grubości zaledwie kilku mikronów, nie możemy pozwolić sobie na czekanie, aż cała komora się nagrzeje. Dzięki lampom podczerwonym ciepło jest dostarczane niemal natychmiast. Cała energia jest skupiona na płytkach krzemowych lub elementach czujników. Żadnego czekania, żadnych strat energii. Po prostu to działa.
Znalezienie odpowiedniej równowagi
Oczywiście nie jest to tak proste, jak po prostu włączenie jasnego światła. Potrzeba dużej intensywności światła, aby utwardzenie materiału było równomierne na całej powierzchni, ale nie można przesadzić. Jeśli przegrzejesz reagenty biologiczne, zniszczysz całą partię produktu.
Aby mieć wszystko pod kontrolą, używamy kontrolerów PID oraz termopar o szybkiej reakcji. Chodzi o znalezienie właściwej równowagi.
Lampy o dużej mocy są doskonałe pod względem szybkości i efektywności, ale mogą być zbyt agresywne. Jeśli nie kontrolujesz tempa obniżania temperatury, ryzykujesz deformację materiału lub powstanie naprężeń termicznych. Potrzebny będzie system chłodzenia, który będzie w stanie radzić sobie z nadmiarowym ciepłem, w przeciwnym razie parametry produkcyjne będą się zmieniać.
Uporządkowanie stanowiska produkcyjnego
Najlepsze jest to, że to naprawdę zmienia wygląd laboratorium. Można usunąć wielki, niepraktyczny piec suszący i zastąpić go kompaktowym tunelami podczerwieni. To oszczędza mnóstwo miejsca. Ponadto, ponieważ nie musimy wypuszczać dużych ilości ciepła do pomieszczenia, system klimatyzacji nie musi tak ciężko pracować, aby utrzymać temperaturę na poziomie wymaganym. To prosta rozwiązanie na poziomie sprzętu – mniej odpadów, mniejsza liczba urządzeń, szybsze cykle produkcji. W ten sposób możemy realizować cel tworzenia środowiska wolnego od emisji dwutlenku węgla.