Waarom we overstappen op infraroodlicht voor de fabricage van biosensors
Als je al eens met het maken van biosensors te maken hebt gehad, weet je hoe het gaat. Je moet wachten tot het materiaal volledig is opgedroogd en gestabiliseerd door thermische behandelingen. Het lijkt wel alsof dit eeuwen duurt. De meeste ouderwetse systemen maken gebruik van hete lucht om het materiaal te drogen. Maar eerlijk gezegd: luchtcirculatie werkt zeer traag. Het is net alsof je een kamer probeert op te warmen door eerst de lucht eromheen op te warmen. Het is een langzaam proces.
Daarom kiezen we nu voor infraroodlampen met kortegolflengte.
Het probleem met het wachten
Hete lucht fungeert als isolator. Wanneer je bezig bent met halfgeleiders, is het wachten tot de kamer een bepaalde temperatuur heeft bereikt een grote belemmering. Hierdoor wordt het proces vertraagd.
Infraroodlampen werken anders. Ze gebruiken elektromagnetische straling, waardoor de hitte direct op het materiaal terechtkomt. Er is geen ‘mediator’ nodig.
Het verschil is enorm. We kunnen de tijd die nodig is om het materiaal op temperaturen te brengen, verkleinen van minuten naar slechts enkele seconden. Voor hen die met hittegevoelige chemicaliën werken, is dit een enorme verbetering. De oppervlakte kan dan precies de gewenste temperatuur hebben, zonder dat de hele machine beschadigd raakt.
Het goed instellen van de apparatuur
Je kunt geen infraroodlamp zomaar in een machine stoppen en denken dat het klaar is. Je moet er goed over nadenken. Je moet ervoor zorgen dat het emissiespectrum van de lamp overeenkomt met het absorptiespectrum van het polymer of het materiaal dat je gebruikt.
Meestal gebruiken we kwartshalogeenlampen. Ze leveren voldoende vermogen om het materiaal snel op te warmen.
Let echter op de afstand tussen de lampen. Als de lampen te dicht bij elkaar staan, ontstaan er ‘hot spots’, waardoor de sensor beschadigd kan raken. Als ze te ver uit elkaar staan, mis je alle voordelen die je met deze lampen kunt behalen. Het is dus een kwestie van balanceren.
De nadelen
Infraroodlicht is niet magisch. Het heeft een richtingsgebonden werking. Hete lucht omhult het materiaal, maar infraroodlicht verwarmt alleen datgene wat het kan ‘zien’. Als je sensor een complexe 3D-vorm heeft, zal één lamp niet voldoende zijn. Er zullen dan koude plekken blijven. De oplossing? Gebruik meerdere lampen om het materiaal van verschillende kanten te verwarmen.
Nog één ding: deze lampen worden enorm heet. Zorg ervoor dat je koelventilatoren sterk genoeg zijn om de hitte die van het materiaal afstraalt, te kunnen verwerken. Anders kunnen je draden en sensoren beschadigd raken.