ทำไมเราถึงเปลี่ยนมาใช้การให้ความร้อนด้วยแสงอินฟราเรดสำหรับการผลิตคาร์บอนนาโนทิวบ์
เมื่อคุณต้องการผลิตคาร์บอนนาโนทิวบ์ สิ่งสำคัญที่สุดก็คือความร้อน หากคุณควบคุมอุณหภูมิได้ไม่ดี ตัวเร่งปฏิกิริยาก็จะไม่สามารถทำงานได้ และกระบวนการสร้างคาร์บอนนาโนทิวบ์ก็จะล้มเหลว ง่ายๆ แค่นั้นเอง
มานานแล้วที่ทุกคนใช้เตาอบแบบดั้งเดิม แต่เตาอบเหล่านั้นก็เป็นเพียงเตาขนาดใหญ่ที่ใช้พลังงานมากมายเพื่อทำให้อากาศร้อนขึ้น ทั้งที่จริงแล้วเราไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานมากขนาดนั้นเลย เราจึงตัดสินใจเปลี่ยนมาใช้ระบบให้ความร้อนด้วยแสงอินฟราเรดแทน
ความเร็วคือสิ่งสำคัญที่สุด
คุณภาพของคาร์บอนนาโนทิวบ์ขึ้นอยู่กับความเร็วในการเพิ่มอุณหภูมิ ด้วยหลอดอินฟราเรด ความร้อนจะแผ่ออกมาโดยตรง ทำให้อุณหภูมิที่ต้องการถึงเป้าหมายได้ในเวลาเพียงไม่กี่วินาทีเท่านั้น ไม่ใช่นาที นี่ทำให้กระบวนการผลิตรวดเร็วขึ้น และยังช่วยลดการใช้พลังงานอีกด้วย
การควบคุมช่วงความถี่ของแสง
เราใช้เทคโนโลยีควอตซ์-ฮาโลเจนเพื่อรักษาพลังงานไว้ในช่วงความถี่สั้นๆ เพราะแสงอินฟราเรดช่วงความถี่สั้นจะซึมเข้าไปในวัสดุที่ใช้ในการผลิตได้ ส่วนความร้อนช่วงความถี่ยาวก็จะแค่สะท้อนออกมาหรืออยู่บนพื้นผิวเท่านั้น วิธีนี้ช่วยให้ชั้นตัวเร่งปฏิกิริยามีอุณหภูมิที่เพียงพอสำหรับการทำงาน โดยไม่ต้องทำให้ตัวเตาอบร้อนมากเกินไป เรามักจะใช้ควอตซ์ที่มีการเคลือบเพื่อปรับแต่งการแผ่รังสีให้ดีขึ้น แม้ว่าจะมีต้นทุนสูงขึ้นอยู่บ้าง แต่ก็คุ้มค่าเพื่อความแม่นยำ
ข้อเสียในการใช้งานจริง
แน่นอนว่าการใช้ระบบนี้ไม่ใช่เรื่องง่ายเลย คุณต้องคิดใหม่เกี่ยวกับระบบการระบายความร้อนด้วย เพราะหลอดอินฟราเรดสร้างความร้อนได้อย่างรุนแรง ดังนั้นระบบระบายความร้อนจึงต้องมีประสิทธิภาพสูง หากคุณละเลยการระบายความร้อน อุณหภูมิก็จะไม่สามารถควบคุมได้ แต่เมื่อคุณปรับระบบให้เหมาะสมแล้ว อุปกรณ์เหล่านี้ก็สามารถนำมาใช้ได้ทันทีในกระบวนการผลิต คุณจะไม่ต้องเสียเวลารอให้เตาอบร้อนอีกต่อไป
นี่คือหลักการทางฟิสิกส์ขั้นพื้นฐานเท่านั้น การลดการสูญเสียพลังงานจะช่วยให้โรงงานมีความสะอาดและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น