چرا ما از روش خشککردن با امواج مادون قرمز برای ساخت سنسورهای زیستی بدون سرب استفاده کردیم؟
هنگام ساخت سنسورهای زیستی، دستیابی به دمای مناسب یک چالش بزرگ است. لازم است پلیمرها را خشک کرده و لایههای بیولوژیکی مربوطه را ثابت نگه داریم؛ اما اگر فشار بیش از حد وارد شود، سطح مورد نظر خراب خواهد شد.
ما از لامپهای مادون قرمز برای این کار استفاده کردیم؛ زیرا این لامپها به شیوهای متفاوت عمل میکنند. در عوض استفاده از هوای گرم، از تابش نور برای خشک کردن مواد استفاده میشود. این روش باعث میشود که نیازی به استفاده از حلالهای شیمیایی نباشد؛ همچنین هیچ باقیمانده عجیبی روی سطح مورد نظر باقی نمیماند.
مقایسه لامپهای مادون قرمز با فرهای معمولی
فرهای معمولی برای خشک کردن مواد، یک جعبه فلزی را گرم میکنند؛ این کار باعث هدررفت انرژی میشود. اما لامپهای مادون قرمز متفاوت هستند؛ آنها مستقیماً روی ماده تأثیر میگذارند. فوتونها به سطح ماده برخورد کرده، مولکولها را در حرکت درمیآورند و گرما تولید میشود. این فرآیند در عرض چند ثانیه اتفاق میافتد؛ بنابراین نیازی به انتظار برای گرم شدن کامل فر نیست.
رویکردی سبز و بدون مشکلات
صنعت به شدت به سمت روشهای «بدون سرب» و «سبز» حرکت میکند. در گذشته، تنها راه تسریع این فرآیندها، استفاده از کاتالیزورهای فلزی سنگین یا ترکیبات آلی فرار بود. اما با استفاده از لامپهای مادون قرمز، میتوان از این مواد شیمیایی صرفنظر کرد. گرمای تولید شده توسط این لامپها، فرآیند پلیمریزاسیون را انجام میدهد؛ بنابراین هیچ گاز سمی یا مواد سمی وجود ندارد. این روش، فرآیندی تمیز و خشک است که باعث رضایت نهادهای ناظر میشود.
چالشها و راهحلها
البته این روش کاملاً بدون چالش نیست. لامپهای مادون قرمز ابزارهایی بسیار دقیق هستند؛ اگر استفاده نادرستی از آنها صورت گیرد، میتواند مشکلاتی ایجاد کند. اگر فاصله لامپ از سطح ماده خیلی کم باشد، نقاط داغی ایجاد میشود که لایههای زیستی را خراب میکنند. همچنین باید مراقب محیط اطراف سنسور نیز باشیم؛ اگر تراکم گرما مناسب نباشد، سطح سنسور خشک میشود، اما قسمت مرکزی هنوز نرم باقی میماند.
راهحل این مشکل، استفاده از کنترلکننده PID است؛ این کنترلکننده به حفظ دمای مناسب کمک میکند. با این روش، میتوانید تمام استانداردهای محیطی را رعایت کنید و بازدهی فرآیند را حفظ کنید، بدون اینکه مجبور به تخریب محصولات باشید.