เหตุใดเราจึงใช้วิธีการอบด้วยแสงอินฟราเรดสำหรับการผลิตไบโอเซ็นเซอร์และชิป
เมื่อเราพยายามสร้างไบโอเซ็นเซอร์ การทำให้ชั้นสารอินทรีย์และโพลิเมอร์ที่มีคุณสมบัตินำไฟฟ้าอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องนั้นเป็นเรื่องที่ยากพอสมควร คุณจำเป็นต้องใช้ความร้อนเพื่อทำให้สิ่งเหล่านี้มั่นคง แต่การใช้วิธีการแบบเดิมนั้นไม่ค่อยมีประสิทธิภาพนัก
นั่นคือเหตุผลที่เราใช้หลอดไฟอินฟราเรด แทนที่จะใช้เตาอบขนาดใหญ่ ซึ่งก็เหมือนกับการเสียเงินและพลังงานไปโดยเปล่าประโยชน์ แสงอินฟราเรดจะส่งพลังงานเข้าไปโดยตรงในวัสดุ ซึ่งเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมาก
การเลิกใช้สารที่เป็นอันตราย
ในโลกของเซมิคอนดักเตอร์ ตอนนี้มีความพยายามอย่างจริงจังในการใช้มาตรฐาน “สีเขียว” และการผลิตโดยไม่ใช้สารตะกั่ว ในอดีต วิธีเดียวที่จะทำให้อุณหภูมิในการอบลดลงก็คือการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมีหรือโลหะหนัก ซึ่งไม่ดีต่อสิ่งแวดล้อมหรือผู้คนในห้องแล็บเลย
การอบด้วยแสงอินฟราเรดช่วยแก้ปัญหานี้ได้ เราใช้แสงอินฟราเรดความยาวคลื่นสั้นเพื่อทำให้โมเลกุลภายในวัสดุสั่นสะเทือน ความร้อนจะเกิดขึ้นภายในวัสดุเอง
วิธีนี้รวดเร็วมาก ใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาทีเท่านั้น นอกจากนี้ คุณยังสามารถเลิกใช้สารเติมแต่งที่เป็นอันตรายได้ และไม่ต้องกังวลเรื่องผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอีกต่อไป
การหาจุดสมดุล
เพื่อให้ได้อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการผลิตไบโอเซ็นเซอร์ เราไม่ได้ใช้หลอดไฟธรรมดาๆ แต่ใช้หลอดไฟอินฟราเรดที่มีโครงสร้างพิเศษ ซึ่งช่วยให้เราสามารถเพิ่มอุณหภูมิได้อย่างรวดเร็ว ทันทีที่วัสดุเข้าสู่บริเวณนั้น ความร้อนก็จะเกิดขึ้น และเมื่อวัสดุออกมา พลังงานก็จะหยุดทันที ไม่มีการสูญเสียพลังงานเลย
แต่ก็มีปัญหาอยู่บ้าง เนื่องจากแสงอินฟราเรดมีความเข้มสูงมาก อาจทำให้เกิดปัญหา “skinning” ซึ่งเกิดจากชั้นบนของวัสดุแห้งเร็วเกินไป ทำให้สารละลายถูกขังอยู่ด้านล่างเหมือนฟองอากาศ นี่คือจุดสมดุลที่ต้องหาให้ได้ หากหลอดไฟอยู่ใกล้เกินไป ก็อาจทำให้วัสดุไหม้ได้ แต่ถ้าห่างเกินไป ก็จะทำให้เสียประสิทธิภาพของระบบไป ดังนั้นจึงต้องปรับค่ากำลังไฟฟ้าและระยะห่างให้เหมาะสม
การนำไปใช้จริง
สิ่งที่ดีที่สุดก็คือ ระบบนี้สามารถใช้แทนระบบอบแบบเดิมได้เลย คุณสามารถเลิกใช้พัดลมขนาดใหญ่ที่สร้างเสียงดังได้ และเพียงแค่เชื่อมต่อสายไฟเข้ากับระบบ กำหนดเวลาการทำงาน แล้วปล่อยให้กลไกของระบบทำงานไปเอง