Riduzione delle emissioni di carbonio nella produzione di biosensori grazie al riscaldamento a infrarossi preciso
La produzione di biosensori è un processo delicato: è necessario che la temperatura sia precisa durante le fasi di essiccazione e stabilizzazione del materiale, altrimenti tutto va sprecato. Per molto tempo si è utilizzati forni convenzionali per questo scopo. Ma c’è un problema: riscaldare una grande quantità d’aria solo per riscaldare un piccolo wafer rappresenta uno spreco enorme di energia.
Ecco perché abbiamo iniziato a utilizzare sistemi a lampade a infrarossi. È un modo molto più efficace per gestire il calore, e inoltre rende l’ambiente di lavoro più “verde”.
La magia dell’energia radiante
Invece di aspettare che l’aria calda circoli nell’ambiente, le lampade a infrarossi irradiano energia direttamente sul substrato. È veloce… davvero velocissimo.
Preferiamo le lampade a onde corte, poiché queste permettono all’energia di penetrare nelle sottili strati del sensore, invece di rimanere soltanto sulla superficie. Grazie alla alta densità di potenza, il processo di essiccazione avviene in tempi molto ridotti. Questo significa che le macchine possono essere più piccole, e i costi energetici diminuiscono.
Scegliere il hardware giusto
Non si può utilizzare qualsiasi lampada. Noi utilizziamo involucri in quarzo ad alta purezza, così da evitare che qualcosa possa fuoriuscire e contaminare i sensori.
Poiché i biosensori contengono spesso strati organici estremamente fragili, utilizziamo emettitori rivestiti per regolare la lunghezza d’onda della luce. È come avere un interruttore per regolare l’intensità del calore: ciò permette al materiale di ricevere esattamente quanto necessario, senza danneggiare le parti delicate del sensore. Inoltre, queste lampade possono essere collegate direttamente ai sistemi PLC esistenti, quindi i tempi di risposta sono misurabili in millisecondi.
I limiti (perché ce ne sono sempre)
Il riscaldamento a infrarossi non è certo una soluzione perfetta. Quando si utilizza tanta energia radiante, si creano dei punti caldi, che possono danneggiare il substrato. Se le piastre di raffreddamento e il flusso d’aria non vengono regolati correttamente, si ottiene soltanto materiale rovinato. Bisogna quindi assicurarsi che il sistema di raffreddamento funzioni correttamente, altrimenti i vantaggi legati al risparmio energetico non valgono lo spreco.
Ma quando funziona? È davvero fantastico. Stiamo sostituendo quei sistemi termici lenti e dispendiosi con un sistema di riscaldamento mirato, che si attiva soltanto quando è davvero necessario.