IR 경화 기술을 활용한 생체센서 제작
생체센서를 만드는 것은 꽤 위험한 작업입니다. 접착제나 코팅재를 경화시키기 위해서는 적당한 열이 필요하지만, 너무 많은 열을 가하면 센서의 생물학적 구성 요소들이 손상될 수 있습니다. 따라서 적절한 균형을 유지하는 것이 중요합니다.
그래서 우리는 단파 적외선(IR) 램프를 사용합니다. 거대한 오븐을 사용해 공기를 통해 열을 전달하는 방식 대신, IR은 에너지를 직접 재료로 전달합니다. 이 방식은 훨씬 효율적이며 깨끗합니다.
구식 방법에서 벗어나다
업계는 이제 납 기반의는 및 유해한 용매를 사용하는 방식을 버리고 있습니다. 기존의 대류식 오븐들은 비효율적이며, 열공기가 사방으로 퍼져 에너지를 낭비할 뿐만 아니라, 센서에 원치 않는 오염물질도 발생시킬 수 있습니다.
IR 경화 방식은 다릅니다. 이는 “건조” 공정입니다. 전자기파를 이용해 물질을 증발시키거나 중합시키므로, 연소 가스나 중금속 촉매가 필요하지 않습니다. 이는 우리가 추구하는 친환경적인 방식과 잘 맞습니다.
열동학의 마법
놀라운 점은 파장을 조절할 수 있다는 것입니다. 그러니까 열이 코팅된 부분에만 작용하고, 센서의 기본 구조는 그대로 유지됩니다. 센서의 기본 구조가 과열되는 일도 없습니다. 게다가 속도도 빠릅니다. 몇 초 안에 적절한 온도에 도달하지만, 대류식 오븐의 경우 오랜 시간이 걸립니다. 그러니 에너지 비용과 인내심도 절약됩니다.
문제점들
물론, 모든 것이 그렇게 간단한 것은 아닙니다. 고강도 IR 램프는 강력한 열을 방출합니다. 컨베이어의 속도나 거리를 적절히 조절하지 않으면 센서의 생물학적 층이 손상될 수 있습니다. 그래서 전력을 안정적으로 조절할 수 있는 PID 컨트롤러가 필요합니다.
또한 “가장자리 효과”도 문제가 됩니다. 센서의 가장자리 부분은 중앙보다 훨씬 빨리 건조됩니다. 이를 해결하기 위해 우리는 열을 고르게 분산시키는 반사체를 사용합니다.
가장 좋은 점은, 유해한 용매를 사용하는 대형 환기 시스템을 사용할 필요가 없다는 것입니다. IR 램프는 기존의 열 처리 장치가 있던 자리에 그대로 설치될 수 있습니다.