¿Por qué utilizamos la curado por infrarrojos en los biosensores y chips?
Al fabricar biosensores, resulta complicado mantener las capas orgánicas y los polímeros conductores en su lugar. Se necesita un proceso de curado térmico para estabilizar todo esto, pero hacerlo de la forma tradicional es algo tedioso.
Por eso utilizamos lámparas de infrarrojos. En lugar de calentar todo un horno, que simplemente significa desperdiciar dinero y energía, los rayos infrarrojos transmiten energía directamente al sustrato. Es un método eficiente y lógico.
Dejar atrás los materiales tóxicos
El mundo de los semiconductores finalmente está prestando atención a los estándares “verdes” y a la fabricación sin plomo. Durante mucho tiempo, la única forma de mantener bajas las temperaturas de curado era utilizar catalizadores químicos o acelerantes basados en metales pesados. Eso no es bueno ni para el planeta ni para quienes trabajan en el laboratorio.
El curado por infrarrojos resuelve este problema. Utilizamos infrarrojos de onda corta para hacer que las moléculas dentro del recubrimiento vibren. El calor se genera dentro del material. Es rápido: hablamos de segundos, no de horas. Además, podemos dejar de usar esos aditivos tóxicos y preocuparnos menos por la huella de carbono generada en las salas de limpieza.
El equilibrio perfecto
Para lograr la densidad de calor adecuada en las obleas de biosensores, no utilizamos cualquier tipo de bombilla. Utilizamos envolturas de cuarzo especiales con rellenos de halógeno. Esto nos permite aumentar la temperatura casi instantáneamente. Tan pronto como la oblea entra en esa zona, comienza a calentarse; en cuanto sale, la energía se detiene. No hay desperdicio de energía.
Pero aquí está la parte complicada: debido a la intensidad de los infrarrojos, puede ocurrir un problema llamado “formación de burbujas”. Esto ocurre cuando la capa superior se cura demasiado rápido, encerrando los disolventes debajo de ella. Es necesario encontrar el equilibrio perfecto: si la lámpara está demasiado cerca, se dañará el sustrato; si está demasiado lejos, se pierde toda la eficiencia que buscábamos. Hay que ajustar adecuadamente la potencia y la distancia.
Utilizarlo en la práctica
Lo mejor de todo es que estos sistemas son prácticamente un reemplazo perfecto para esos antiguos sistemas de convección. Al pasar a usar infrarrojos, el tamaño del equipo disminuye. Se pueden eliminar esos enormes ventiladores ruidosos que mantienen el aire caliente fuera del edificio. Basta con conectar los dispositivos, programarlos y dejar que la física haga el trabajo.