چرا از روش خشککردن با نور مادون قرمز برای ساخت حسگرهای بیولوژیکی بدون سرب استفاده میکنیم؟
هنگام ساخت حسگرهای بیولوژیکی، گرما موضوعی پیچیده است؛ زیرا برای خشک کردن چسبها و مواد مورد استفاده در تولید حسگرها، به گرما نیاز داریم. اما اگر گرمای بیش از حدی وجود داشته باشد، لایههای بیولوژیکی آسیب خواهند دید. این یک تعادل بسیار حساس است.
به همین دلیل از لامپهای مادون قرمز استفاده میکنیم. این لامپها انرژی را مستقیماً به درون ماده مورد نظر منتقل میکنند؛ بنابراین فرآیند خشککردن سریعتر انجام میشود. همچنین، از آنجایی که انرژی زیادی صرف گرم کردن کل فضای اتاق نمیشود، رسیدن به استانداردهای مربوط به نیمههادیهای سبز نیز آسانتر میشود.
مادون قرمز در مقایسه با فرهای معمولی
فرهای معمولی، هوای اطراف را گرم میکنند و سپس هوا، قطعات مورد نظر را گرم میکند؛ این روش کند است. علاوه بر این، اغلب نقاطی وجود دارد که در آنها گرمای کافی وجود ندارد.
اما مادون قرمز متفاوت است؛ این روش از تشعشعات موج کوتاه برای گرم کردن ماده استفاده میکند. در نتیجه، دمای مورد نظر به سرعت حاصل میشود، و تجهیزات نیازی به اشغال نیمی از فضای آزمایشگاه ندارند. همچنین، از آنجایی که گازهای سوزاند یا مواد حلال خاصی وجود ندارد، این روش برای تولید حسگرهای بدون سرب بسیار مناسب است.
مشکلات مربوط به استفاده از این روش
البته، این روش چیزی ساده نیست؛ زیرا مادون قرمز مقدار زیادی گرما در فضای بسیار کوچکی تولید میکند. اگر سیستمهای خنککننده به درستی کار نکنند، مشکلات زیادی پیش خواهد آمد؛ ممکن است هم لامپ آسیب ببیند و هم فشار حرارتی زیادی بر روی حسگر وارد شود.
معمولاً از کنترلرهای PID برای کنترل دما استفاده میشود تا دما از محدوده مجاز خارج نشود. همچنین، باید در انتخاب طول موج نور نیز دقت کرد؛ اگر طول موج مناسب انتخاب نشود، انرژی به جای نفوذ به لایههای مورد نظر، از روی آنها منعکس خواهد شد.
پیامدهای مثبت این روش
بزرگترین مزیت این روش، کاهش زمان لازم برای خشککردن مواد است؛ یعنی زمان لازم برای خشککردن از ساعتها به چند دقیقه کاهش مییابد.
برای مهندسانی که این فرآیند را انجام میدهند، این موضوع بسیار مفید است؛ دیگر نیازی نیست به یک فر پرمصرف نگاه کنند یا دستههای کاملی از محصولات را به دلیل وجود نقاط سرد در فر، دور بیندازند.
این روش، فرآیند تولید را سادهتر کرده، باعث افزایش بهرهوری، کاهش هزینههای انرژی و کاهش استرس میشود.