Tại sao chúng ta sử dụng phương pháp làm khô bằng tia hồng ngoại cho các cảm biến sinh học và chip
Khi chế tạo các cảm biến sinh học, chúng ta phải cân nhắc kỹ lưỡng. Chúng ta cần đủ nhiệt lượng để làm cứng các polyme và chất phản ứng, nhưng nếu nhiệt lượng quá cao, vật liệu sẽ bị hủy hoại, và toàn bộ sản phẩm sẽ bị lãng phí.
Đó là lý do tại sao chúng ta sử dụng đèn hồng ngoại tần số ngắn. Thay vì làm nóng không khí trong phòng, tia hồng ngoại truyền năng lượng trực tiếp vào vật liệu. Phương pháp này hiệu quả và nhanh chóng.
Ưu điểm của phương pháp làm khô bằng tia hồng ngoại
Hãy nghĩ về lò sấy thông thường: chúng ta phải làm nóng toàn bộ không khí trong lò chỉ để làm khô một mảnh vật liệu nhỏ. Điều này rất lãng phí năng lượng. Thông thường, chúng ta còn phải sử dụng các chất hóa học để giúp chất lỏng bay hơi nhanh hơn.
Phương pháp sử dụng tia hồng ngoại giúp khắc phục điều này. Chúng ta có thể tập trung nhiệt lượng vào những phần cần được làm cứng của vật liệu.
Kết quả là việc làm khô diễn ra nhanh hơn, và thiết bị cũng không chiếm quá nhiều diện tích trong phòng thí nghiệm. Ngoài ra, vì đây là phương pháp sử dụng năng lượng điện và nhiệt, chúng ta có thể loại bỏ các chất xúc tác chứa chì và các chất hóa học gây hại. Đây là cách làm việc sạch sẽ hơn, đúng như mong muốn của ngành bán dẫn hiện nay.
Việc điều chỉnh nhiệt độ một cách chính xác
Vấn đề lớn nhất ở đây là việc quá nhiệt. Nếu vật liệu bị nóng quá, cảm biến sẽ mất đi độ nhạy của mình. Chúng ta có thể khắc phục điều này bằng cách điều chỉnh công suất và bước sóng của đèn hồng ngoại. Tia hồng ngoại tần số ngắn rất hiệu quả vì nó có thể chiếu sâu vào bên trong vật liệu, giúp lớp bên dưới cũng được làm cứng cùng với lớp bên trên.
Điều này giúp tránh hiện tượng bề mặt vật liệu bị cứng lại, khiến chất lỏng bị mắc kẹt bên trong. Không có gì tồi tệ hơn việc cảm biến bề ngoài trông khô ráo nhưng bên trong vẫn còn ẩm ướt.
Những hạn chế của phương pháp này
Tuy nhiên, tia hồng ngoại không phải là giải pháp hoàn hảo. Vấn đề lớn nhất là nó chỉ có thể tác động vào những vị trí nằm trong tầm nhìn của đèn. Nếu cảm biến có hình dạng phức tạp hoặc có những khe sâu, chúng ta sẽ gặp phải vấn đề về bóng tối. Để khắc phục điều này, chúng ta cần sử dụng nhiều đèn cùng lúc, hoặc thiết bị có thể xoay vật liệu để mọi góc đều được chiếu sáng.
Một điều nữa cần lưu ý là việc làm mát. Vì tia hồng ngoại tạo ra rất nhiều nhiệt lượng trong một diện tích nhỏ, nên chúng ta cần sử dụng quạt mạnh để làm mát. Nếu việc làm mát không đủ, vật liệu vẫn sẽ tiếp tục hấp thụ nhiệt lượng ngay cả sau khi đèn tắt, và điều này sẽ khiến vật liệu bị biến dạng.