لماذا نتحول إلى استخدام أشعة الأشعة تحت الحمراء في صناعة أجهزة الاستشعار البيولوجية؟
إذا قضيت بعض الوقت في عملية صناعة أجهزة الاستشعار البيولوجية، فأنت تعرف الإجراءات المطلوبة. يجب الانتظار حتى يتم تجفيف المواد باستخدام الحرارة، ويبدو أن هذه العملية تستغرق وقتًا طويلًا للغاية. معظم الأجهزة القديمة تعتمد على تدوير الهواء الساخن، لكن بصراحة، فإن عملية التدفئة بهذه الطريقة بطيئة للغاية. إنها تشبه محاولة تدفئة الغرفة عن طريق تدفئة الهواء المحيط بها أولاً… إنها عملية بطيئة للغاية.
لذلك، نحن نتجه نحو استخدام مصابيح الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة.
المشكلة في الانتظار
المشكلة في استخدام الهواء الساخن هي أنه موصل للحرارة. عندما نكون في عملية معالجة أشباه الموصلات، فإن الانتظار حتى تصل درجة حرارة الغرفة إلى مستوى معين يُعتبر عائقًا كبيرًا. هذا يؤدي إلى تأخير العملية بأكملها.
أما مصابيح الأشعة تحت الحمراء، فهي تعمل بطريقة مختلفة؛ فهي تستخدم الإشعاع الكهرومغناطيسي، مما يعني أن الحرارة تصل مباشرة إلى السطح المراد تسخينه، دون الحاجة إلى وسيط.
الفرق كبير للغاية؛ فنحن نتحدث عن تقليل وقت التسخين من دقائق إلى بضع ثوانٍ فقط. بالنسبة لأولئك الذين يعملون مع مواد حساسة للحرارة في أجهزة الاستشعار البيولوجية، فهذا يعتبر حلاً رائعًا. يمكنك الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة دون أن يتضرر الجهاز بأكمله.
الترتيبات الصحيحة
لا يمكنك ببساطة وضع مصباح الأشعة تحت الحمراء في الجهاز والانتهاء من الأمر. يجب أن تكون حذرًا، ويجب التأكد من أن طيف الإشعاع الصادر من المصباح يتوافق مع نطاق الامتصاص لدى البوليمر أو السطح المراد تسخينه.
عادةً، نستخدم أنابيب هالوجين من الكوارتز، لأنها توفر كثافة طاقة كافية لتسريع عملية التسخين.
لكن يجب الانتباه إلى المسافة بين المصباح والسطح المراد تسخينه؛ إذا كان المصباح قريبًا جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى ظهور نقاط ساخنة قد تدمر الجهاز بسرعة. وإذا كان المصباح بعيدًا جدًا، فستفقد كل فوائد التسخين السريع. إنها مسألة تتطلب توازنًا دقيقًا.
التضحيات
الأشعة تحت الحمراء ليست سحرًا؛ فهي تعمل في اتجاه معين فقط. الهواء الساخن يحيط بالجزء المراد تسخينه، لكن الأشعة تحت الحمراء تسخن فقط الأجزاء التي يمكنها “رؤيتها”. إذا كان شكل الجهاز معقدًا، فإن مصباحًا واحدًا لن يكون كافيًا؛ ستظهر نقاط باردة في الجهاز. الحل؟ استخدام مجموعة من المصابيح لتسخين الجزء من زوايا مختلفة.
شيء آخر: هذه المصابيح تصبح ساخنة للغاية. يجب التأكد من أن مراوح التبريد قوية بما يكفي للتعامل مع الحرارة الصادرة عن المصابيح. إذا لم تكن مراوح التبريد كافية، فسوف تتلف الأسلاك وأجهزة الاستشعار.