Regolare la temperatura nella produzione dei biosensori
Quando si costruiscono biosensori, la temperatura è fondamentale. È necessario che i processi di indurimento dei polimeri e lo sviluppo delle layer bioattive avvengano nei tempi giusti; altrimenti, l’intero prodotto diventa inutilizzabile.
Per lungo tempo tutti hanno utilizzato forni a convezione. Ma se si utilizza una “Smart Fab”, questi forni sembrano ormai obsoleti. Abbiamo quindi optato per sistemi a infrarossi. Perché? Perché i raggi infrarossi non sprechano tempo nel riscaldare l’aria presente nella stanza: il calore viene direttamente trasmesso al substrato. In questo modo il processo è più veloce, più preciso e richiede meno spazio.
La parte difficile: densità e controllo
Per ottenere tolleranze precise, è necessario disporre di una potenza elevata. Utilizziamo lampade a infrarossi a onde corte: sono ottime perché il calore viene trasmesso direttamente alle layer sottili, senza danneggiare il substrato su cui vengono applicate.
Tuttavia, bisogna prestare attenzione alla rete elettrica: se la tensione e la potenza non sono correttamente regolate, si verificano cali di tensione. Questo provoca un riscaldamento irregolare del substrato, il che rende molto difficile correggere il problema. Inoltre, se si utilizzano lampade ad alta potenza, è fondamentale utilizzare sistemi di raffreddamento adeguati. Altrimenti, il calore ambiente influenzerà negativamente i risultati della calibrazione del sensore.
Far funzionare correttamente l’hardware
Oggi ci concentriamo sui dati raccolti dai sensori. Colleghiamo queste lampade a controller PID e a strumenti di misura in tempo reale, in modo che il sistema possa regolare la potenza in base a quanto accade realmente.
Inoltre, utilizziamo connettori standardizzati. Sembra un dettaglio insignificante, ma quando una lampada si guasta, è importante poterla sostituire facilmente, senza dover effettuare modifiche particolari. Inoltre, utilizziamo rivestimenti in quartzo: questi mantengono il segnale elettrico pulito, evitando così che i campioni biologici vengano contaminati.
Il compromesso tra velocità e stress termico
È tentante aumentare la temperatura per accelerare i processi. Più velocità è bene, ma se si esagera, si possono distruggere le layer organiche presenti sul sensore.
È importante mantenere una distanza appropriata tra la lampada e il substrato. Di solito consiglio di utilizzare un profilo di riscaldamento graduale: in questo modo si raggiunge la temperatura desiderata in modo più graduale, evitando shock termici e mantenendo l’integrità del materiale. In questo modo si riesce comunque ad ottenere tempi di produzione rapidi.