Tại sao chúng ta sử dụng phương pháp khử trùng bằng tia hồng ngoại để tránh việc sử dụng chì?
Việc chế tạo cảm biến sinh học đòi hỏi phải cân bằng giữa nhiệt độ cần thiết để làm khô các lớp vật liệu dính lại với nhau và nguy cơ làm hư hại các bề mặt nhạy cảm. Vì vậy, chúng ta chọn phương pháp sử dụng đèn hồng ngoại. Thay vì sử dụng không khí nóng để làm nóng vật liệu, đèn hồng ngoại sử dụng bức xạ để thực hiện công việc này. Điều này giúp chúng ta loại bỏ được những hệ thống sưởi bằng không khí nóng và những chất hóa học gây hại, vốn thường đi ngược lại với các quy định của ngành công nghiệp “xanh” hay không chứa chì.
Cách thức hoạt động của phương pháp này
Hãy tưởng tượng đến lò nướng thông thường: nó làm nóng không khí, sau đó không khí đó mới làm nóng vật liệu. Quá trình này diễn ra chậm và phức tạp. Ngược lại, đèn hồng ngoại gửi các photon trực tiếp vào vật liệu cần xử lý. Trong các cảm biến sinh học của chúng tôi, chúng tôi tập trung vào các dải bước sóng cụ thể để kích thích quá trình polyme hóa. Điều tuyệt vời nhất là chúng ta không cần phải tiêu tốn năng lượng để làm nóng toàn bộ khung kim loại của máy móc; chúng ta chỉ cần làm nóng vật liệu cần xử lý thôi.
Những thách thức trong quá trình sử dụng
Để đạt được tốc độ xử lý mong muốn, chúng ta thường sử dụng tia hồng ngoại bước sóng ngắn. Điều này giúp giảm kích thước thiết bị và rút ngắn thời gian xử lý. Tuy nhiên, vẫn có một trở ngại: nếu tốc độ chuyển động của vật liệu không ổn định, nhiệt độ bề mặt có thể tăng cao. Điều này có thể dẫn đến việc làm biến dạng bề mặt vật liệu hoặc làm hư hại các lớp vật liệu nhạy cảm trong cảm biến. Để tránh điều này, chúng ta cần sử dụng các bộ điều khiển PID và các thiết bị đo nhiệt độ để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý.
Giữ cho quy trình xử lý sạch sẽ
Phương pháp khử trùng truyền thống thường sử dụng các chất có chứa chì hoặc các chất hóa học gây hại để hạ đi điểm nóng chảy của vật liệu. Nhưng phương pháp hồng ngoại thì khác: chúng ta có thể tập trung năng lượng vào chính vị trí cần xử lý, nhờ đó chúng ta có thể sử dụng các vật liệu không chứa chì ở nhiệt độ cao mà không gặp vấn đề gì. Ngoài ra, chi phí điện năng cũng giảm đi vì chúng ta không cần phải duy trì nhiệt độ cao trong suốt cả ngày. Đó là cách xử lý vật liệu một cách sạch sẽ hơn: không khí thải, không chì, chỉ có photon mà thôi.