Het verminderen van de koolstofuitstoot bij het fabriceren van biosensoren met infraroodverwarming
Het maken van biosensoren vereist meestal veel wachten tot de onderdelen droog zijn of zijn opgehelderd. De meeste fabrieken gebruiken grote convectieovens, maar het probleem is dat ze veel energie verspillen aan het verhitten van de lucht in de ruimte.
We besloten om de lucht niet meer te verwarmen, maar eerder het materiaal zelf. Door over te stappen op gerichte infraroodlampen, kunnen we het materiaal rechtstreeks verwarmen. Het is een simpele verandering, maar het zorgt voor een enorme besparing op de energierekening van de schone ruimte.
Het juiste niveau van warmte bereiken
We gebruiken geen willekeurige lampen. We kiezen specifieke golflengten die door de lagen in het materiaal worden geabsorbeerd – of het nu organisch of anorganisch materiaal is. Omdat de vermogensdichtheid zo hoog is, gebeurt de verwarming vrijwel onmiddellijk: het duurt maar seconden, in plaats van minuten. Dat maakt het mogelijk om sneller te werken. En dat verandert ook de hele werkwijze: de apparaten hoeven niet urenlang te draaien om de dagelijkse quota te halen.
De benodigde apparatuur en de wetenschap erachter
We gebruiken halogeenfilamenten in kwartsomhulsels om het licht stabiel te houden. Sommige lampen zijn bedekt met een laagje dat ervoor zorgt dat het licht in het kortegolfrange infrarood valt. Waarom is dat belangrijk? Omdat kortegolfradiação dieper in de lagen van de biosensor doordringt. Dit voorkomt dat de bovenste laag te snel droogt, waardoor de oplosmiddelen vast blijven zitten en de kwaliteit van het product wordt bedorven.
We hebben ook ervoor gezorgd dat de apparatuur compact blijft. De aansluitingen zijn compact, zodat de lampen recht tegen de chip kunnen worden geplaatst. Minder verspilde ruimte betekent minder warmte die naar buiten lekt.
De realiteit
Infrarood is geen magische oplossing. Als de lampen niet perfect gekalibreerd zijn, ontstaan er ‘hotspots’. Je moet een balans vinden tussen de afstand en de vermogenssterkte. Als je te veel vermogen gebruikt om wat seconden te besparen, riskeer je dat de bio-actieve lagen beschadigen. Bovendien moeten de koelsystemen sterk genoeg zijn om de extra warmte op te vangen.
Als je wilt dat elke 300mm-chip even goed wordt geproduceerd, moet je de instellingen precies goed instellen. Er zijn geen shortcuts mogelijk.