Come rendere l’produzione di nanotubi di carbonio più efficiente grazie al riscaldamento a infrarossi
Per far sì che i nanotubi di carbonio crescano correttamente, è fondamentale controllare perfettamente la temperatura. È necessario che questa sia precisa: né troppo alta, né troppo bassa, affinché il catalizzatore funzioni correttamente e il carbonio si depositi esattamente dove deve.
Per molto tempo abbiamo fatto affidamento su quei forni tradizionali a resistenza utilizzati nelle linee di produzione dei semiconduttori. Ma siamo onesti: sono piuttosto ingombranti. Ecco perché abbiamo iniziato a sostituirli con sistemi di riscaldamento a infrarossi a breve lunghezza d’onda. Questo permette di risparmiare un sacco di energia e offre maggiore flessibilità nelle operazioni di produzione.
Perché utilizzare il riscaldamento a infrarossi?
I forni tradizionali cercano di riscaldare tutto: l’intera camera e l’aria all’interno di essa. In pratica, si tratta di sprecare energia inutilmente. I nostri sistemi a infrarossi invece agiscono direttamente sul substrato. Poiché utilizziamo radiazioni invece di convezione, riusciamo a raggiungere le temperature desiderate in pochi secondi, non in ore. Quando non dobbiamo aspettare che il forno si riscaldi, il costo energetico per ogni wafer diminuisce notevolmente.
I componenti utilizzati
I nostri sistemi vengono costruiti utilizzando emettitori a halogeno al quarzo ad alta potenza. Questi dispositivi forniscono una grande quantità di calore, necessario per una sintesi rapida dei nanotubi di carbonio. Inoltre, non è necessario sostituire l’intero sistema di controllo: basta collegarli ai sistemi PLC esistenti, utilizzando connettori industriali standard. È un’operazione semplice. Aggiungiamo inoltre delle vernici specifiche sul quarzo, per assicurarci che l’energia venga effettivamente assorbita dal substrato, invece di essere dispersa e di surriscaldare i componenti del sistema di raffreddamento.
I limiti (perché ce ne sono sempre…)
Il riscaldamento a infrarossi non è magia: quando si concentra tanta energia in un’unica area, le temperature aumentano rapidamente. Bisogna quindi prestare attenzione al sistema di raffreddamento. Se i componenti di raffreddamento non riescono a eliminare sufficientemente il calore, i sensori potrebbero funzionare male e i dati ottenuti potrebbero essere errati. Ma se il sistema di raffreddamento funziona correttamente, si trasforma un processo lento e energivoro in uno processo rapido e preciso. Niente più tempo sprecato: solo crescita veloce e precisa.