Waarom we overgingen op IR-technologie voor loodvrije biosensors
Bij het maken van biosensors is het heel lastig om de juiste temperatuur te bereiken. Je moet de polymeren op de juiste manier laten drogen en de biologische lagen vastzetten. Maar als je te veel druk uitoefent, kan het substraat beschadigen.
We begonnen met het gebruiken van infraroodlampen, omdat deze op een andere manier werken. In plaats van hete lucht te gebruiken, maken ze gebruik van straling. Hierdoor is er geen behoefte aan geforceerde luchtcirculatie of chemische oplossingen. En het beste van alles: er blijven geen vreemde resten achter op het substraat.
IR versus de traditionele oven
Stel je eens voor dat je een gewone droogoven gebruikt. Je verhit dan een enorme metalen doos, zodat de lucht daarin opwarmt. Dat is zonde van energie.
Infraroodlampen werken anders. Ze richten zich rechtstreeks op het materiaal. De fotonen raken de oppervlakte, waardoor de moleculen in beweging komen en er van binnenuit warmte wordt gegenereerd. Dit gebeurt in seconden. Er is geen tijd nodig om te wachten tot de oven op temperatuur is – dit maakt het proces vele malen sneller.
Groener produceren, zonder problemen
De industrie streeft ernaar om ‘loodvrije’ en ‘groene’ productiemethoden te gebruiken. Vroeger was de enige manier om deze reacties te versnellen het gebruik van zware metalen of vluchtige organische verbindingen.
Met IR hoef je die chemicaliën niet meer te gebruiken. De intense stralingswarmte doet het zware werk voor de polymerisatie. Er zijn geen giftige gassen of loodhoudende stoffen meer nodig. Het is een schone, efficiënte manier van produceren, waardoor de regelgevers tevreden zijn.
De moeilijkheden (en hoe je ze oplost)
Het is natuurlijk niet magisch. IR is een precisietool, en als je niet voorzichtig bent, kan het schade veroorzaken.
Als de lamp te dichtbij staat, kunnen er ‘hotspots’ ontstaan die de organische laag kunnen beschadigen. Je moet ook goed opletten bij de randen: als de warmtestraling niet gelijkmatig is, zal de buitenkant van de sensor drogen terwijl het midden nog nat is.
Het trucje zit in de kalibratie. We ontdekten dat kortgolfgolven uitstekend werken voor de oppervlakte, terwijl middengolven beter zijn om dieper in het materiaal te komen. Combineer dit met een PID-regelaar om de temperatuur nauwkeurig onder controle te houden. Op deze manier kun je alle vereisten nakomen en blijft de productie efficiënt, zonder dat er batches worden verpest.