Biyosensörler ve çipler için neden kızılötesi ısıtma kullanılır?
Biyosensörler üretirken oldukça dikkatli olmak gerekir. Polimerlerin ve reaktiflerin sertleşmesi için yeterli ısıya ihtiyaç vardır; ancak bu ısı fazla olursa, substrat yanar ve tüm ürün bozulur. Bu yüzden kısa dalga boylu kızılötesi lambalar kullanılır. Kızılötesi ışınlar, odadaki havayı ısıtmak yerine enerjiyi doğrudan malzemenin içine gönderir. Bu yöntem hem daha hızlıdır hem de mantıklıdır.
Kurutmanın “yeşil” yolu
Standart konveksiyon fırınlarını düşünün. Aslında küçük bir parçayı kurutmak için devasa bir hava kutusunu ısıtmak zorundayız. Bu da enerji israfıdır. Ayrıca, maddelerin daha hızlı buharlaşması için kimyasal çözücüler kullanmak gerekir. Kızılötesi ışınlar ise durumu değiştirir. Isının gerektiği yerlere doğrudan ulaşır. Böylece kuruma süresi çok daha kısalar ve ekipmanlar laboratuvarın yarısını kaplamaz. Üstelik tüm işlem elektrik ve ısı ile gerçekleştiğinden, kurşun içeren katalizörler ve zararlı VOC çözücülere ihtiyaç kalmaz. Bu, yarı iletken endüstrisinin şu an aradığı daha temiz bir çalışma yöntemidir.
Doğru sıcaklığı elde etmek
Aşırı ısılama buradaki en büyük sorundur. Eğer substrat çok ısınırsa, sensörün hassasiyeti kaybolur ve sonuçta pahalı bir hurda malzeme elde edilmiş olur. Bunun önüne geçmek için kızılötesi kaynağın gücünü ve dalga boyunu ayarlamak gerekir. Kısa dalga boylu kızılötesi ışınlar, malzemenin derinliklerine kadar ulaştığı için alt tabakanın da üst tabaka ile aynı hızda sertleşmesini sağlar. Böylece yüzeyin sertleşip alttaki nemli maddelerin sıkışmasını engelleriz. Dışarıdan kuru görünen ancak içten hala ıslak olan bir sensörden daha kötüsü yoktur.
Tercihler ve dezavantajlar
Kızılötesi ışınlar sihirli bir araç değildir. En büyük sorun, ışınların doğrudan temas etmesi gerektiğidir. Eğer biyosensörün garip bir 3D şekli veya derin olukları varsa, gölgeler oluşur. Bunun üstesinden gelmek için tek bir lamba yeterli değildir; her açının ışık alabilmesi için birden fazla lamba veya dönebilen bir aparat gereklidir. Bir diğer önemli nokta da soğutmadır. Kızılötesi ışınlar çok fazla ısı ürettiğinden, fanların güçlü olması gerekir. Soğutma yetersiz kalırsa, lamba kapatıldıktan sonra bile kart üzerindeki ısı kalır ve bu da substratın bozulmasına neden olur.