Dlaczego używamy technologii utwardzania w podczerwieni do produkcji biosensoryów i chipów?
Podczas budowy biosensorych istnieje problem z utrzymaniem na miejscu tych organicznych warstw oraz polimerów przewodzących. Aby to osiągnąć, konieczne jest użycie metody termicznego utwardzania, ale ta metoda jest dosyć skomplikowana.
Dlatego właśnie używamy lamp podczerwonych. Zamiast ogrzewać całą komorę pieca – co oznacza marnowanie pieniędzy i energii – promienie podczerwone dostarczają energię bezpośrednio do materiału. To efektywne i sensowne rozwiązanie.
Rezygnacja z toksycznych składników
W świecie półprzewodników wreszcie zaczyna się przywiązywać większą wagę do standardów „zielonych” oraz produktów wolnych od ołowiu. Przez długi czas jedynym sposobem na utrzymanie niskiej temperatury utwardzania było używanie katalizatorów chemicznych lub akceleratorów na bazie ciężkich metali. To oczywiście nie jest dobre dla planety ani dla ludzi pracujących w laboratoriach.
Technologia utwardzania w podczerwieni rozwiązuje ten problem. Używamy krótkofalowej podczerwieni, aby napędzić drgania molekuł w warstwie pokrywającej materiał. Ciepło powstaje wewnątrz samego materiału.
To szybkie – mowa tu o sekundach, a nie godzinach. Ponadto nie musimy już używać tych szkodliwych dodatków, a także nie musimy się martwić o emisję dwutlenku węgla w pomieszczeniach laboratoryjnych.
Znalezienie odpowiedniej równowagi
Aby uzyskać odpowiednią gęstość ciepła w płytkach biosensorowych, nie używamy dowolnej żarówki. Korzystamy z specjalnych zamknięć z kwarcu wypełnionych halogenem. Dzięki temu możemy natychmiast zwiększyć temperaturę. Gdy płytka dotknie tej strefy, ciepło jest już dostarczane; gdy płytka opuszcza tę strefę, prąd zostaje przerwany. Tak unikamy marnowania energii.
Ale jest tu jeden problem: ponieważ promienie podczerwone są bardzo intensywne, może wystąpić tzw. efekt „skórki”. Dzieje się tak, gdy górna warstwa utwardza się zbyt szybko, co powoduje, że rozpuszczalniki pozostają wewnątrz jako „bąbelki”. To delikatna równowaga – jeśli lampa znajduje się zbyt blisko, podłoże zostanie spalone; jeśli za daleko, tracimy efektywność, która była celem użycia tego systemu. Trzeba więc idealnie dostosować moc lampy i odległość jej umieszczenia.
Wykorzystanie tego rozwiązania w praktyce
Najlepsze jest to, że te systemy mogą zastąpić stare, nieefektywne obiektywy konwekcyjne. Gdy przechodzimy na technologię podczerwieni, rozmiar naszego sprzętu zmniejsza się. Możemy porzucić te ogromne, hałaśliwe wentylatory, które cały dzień wypompowują gorące powietrze z budynku. Wystarczy tylko podłączyć urządzenia, ustawić timery i pozwolić fizyce wykonać resztę pracy.