Waarom we overstapten op infrarood voor de productie van biosensoren
Bij het maken van biosensoren zijn de stappen van drogen en verhitten cruciaal. Lang geleden gebruikte iedereen gewone convectiekookovens. Maar hier zit het probleem: het opwarmen van een grote ruimte alleen maar om één klein schijfje te verhitten, is zonde van tijd en energie. Daarom zijn we overgestapt op infraroodlampen. In plaats van de lucht op te warmen, stuurt het infraroodlicht energie rechtstreeks naar het substraat. Dit is efficiënter, sneller en kost minder energie.
De snelheid
We gebruiken meestal kortegolflengte-infraroodlampen. Ze leveren veel energie op in een zeer klein gebied. Wanneer je een hoogwaardige kwartsarray gebruikt, wordt de hitte bijna onmiddellijk gegenereerd. Er is geen sprake meer van wachten tot een traditionele verwarmingseenheid op temperatuur is gekomen. We noemen dit Rapid Thermal Processing (RTP). Dit is erg handig, want zo hoeven de schijfjes niet lang te worden verhit, waardoor de gevoelige biologische stoffen niet beschadigen.
Het juiste licht
Contaminatie is een groot probleem in een schone ruimte. Om te voorkomen dat er vreemde gassen naar buiten komen, gebruiken we kwartsomhullingen met hoge zuiverheid voor de lampen. Er is echter een truc nodig om dit te laten werken: de coating van de lampen. Afhankelijk van het type biologische inkt of fotoresist dat wordt gebruikt, passen we de coating aan. Hierdoor past het lichtspectrum precies bij wat het materiaal wilt absorberen. Als de golflengte niet goed wordt gekozen, wordt de energie gewoon teruggekaatst. Dan betaal je eigenlijk voor licht dat niks doet. Als de golflengte wel goed is gekozen, bereikt de energie precies het gewenste doel.
De nadelen
Aan de positieve kant is dit goed voor het milieu. Minder energieverbruik betekent een kleiner carbonvoetafdruk, waardoor de ‘Green Factory’-auditors tevreden zijn. Bovendien neemt het apparaat minder ruimte in beslag en hoeft het HVAC-systeem niet harder te werken om de ruimte te koelen. Maar het is niet allemaal perfect. Je moet voorzichtig zijn. Hoge dichtheidslampen kunnen warmtepunten veroorzaken. Als je de schijfjes niet goed draait of de afstand niet precies kiest, zal de verhitting oneffen zijn. En als je probeert de vermogenssterkte te verhogen om het proces te versnellen, kunnen de randen van de sensoren beschadigen. Je hebt PID-regelcontrollers nodig die snel kunnen reageren. Omdat kwarts zeer snel reageert, moeten de controllers even snel zijn om alles stabiel te houden.