Làm thế nào để tạo ra các cảm biến sinh học bằng phương pháp khử ẩm bằng tia hồng ngoại
Việc chế tạo các cảm biến sinh học đòi hỏi sự cân bằng rất tinh tế. Bạn cần đủ nhiệt lượng để làm cứng chất kết dính và lớp phủ trên bề mặt cảm biến, nhưng nếu sử dụng quá nhiều nhiệt lượng, các thành phần sinh học trong cảm biến sẽ bị phá hủy. Đó là một sự cân bằng rất khó khăn.
Đó là lý do tại sao chúng ta sử dụng đèn hồng ngoại bước sóng ngắn. Thay vì sử dụng lò nung thông thường, phương pháp này cho phép truyền năng lượng trực tiếp vào vật liệu. Đây là phương pháp hiệu quả và không gây ô nhiễm.
Từ bỏ các phương pháp cũ
Ngành công nghiệp hiện đang dần loại bỏ các loại keo chứa chì và các phương pháp sấy khô sử dụng chất dung môi. Những lò nung truyền thống thì kém hiệu quả – chúng thổi không khí nóng khắp nơi, lãng phí năng lượng, và đôi khi còn tạo ra các chất gây ô nhiễm mà chúng ta không mong muốn xuất hiện trên cảm biến.
Phương pháp khử ẩm bằng tia hồng ngoại thì khác. Đây là phương pháp “khô”, sử dụng sóng điện từ để làm bay hơi hoặc kết hợp các chất lại với nhau mà không cần sử dụng khí đốt hay chất xúc tác chứa kim loại nặng. Phương pháp này rất thân thiện với môi trường.
Sức mạnh của động lực học nhiệt
Điểm thú vị là chúng ta có thể điều chỉnh bước sóng của tia hồng ngoại. Điều này có nghĩa là nhiệt lượng chỉ tác động lên lớp phủ mà không ảnh hưởng đến phần cơ bản của cảm biến. Quá trình này diễn ra rất nhanh. Chỉ trong vài giây, đèn hồng ngoại đã đạt được nhiệt độ cần thiết, trong khi lò nung truyền thống thì mất rất nhiều thời gian để làm nóng. Bạn sẽ tiết kiệm được chi phí năng lượng và cả thời gian nữa.
Những khó khăn
Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp này cũng không hề đơn giản. Tia hồng ngoại có cường độ cao, vì vậy nếu bạn không điều chỉnh đúng tốc độ truyền tia hoặc khoảng cách phù hợp, các lớp sinh học trong cảm biến sẽ bị cháy. Bạn cần sử dụng bộ điều khiển PID để kiểm soát lượng năng lượng được sử dụng.
Ngoài ra, còn có hiện tượng “hiệu ứng mép”. Các mép của cảm biến thường khô nhanh hơn so với phần giữa. Điều này gây khó khăn trong quá trình sản xuất. Chúng ta thường khắc phục vấn đề này bằng cách sử dụng các bộ phản xạ ánh sáng để phân bố nhiệt đều khắp bề mặt cảm biến.
Điều tuyệt vời nhất là bạn có thể loại bỏ những hệ thống thông gió cồng kềnh thường được sử dụng trong quá trình sấy khô bằng chất dung môi. Tia hồng ngoại có thể được sử dụng thay thế cho chúng.