Perché abbiamo optato per la tecnologia di indurimento a raggi infrarossi per i biosensori
Quando si sviluppano biosensori, l’indurimento degli adesivi e dei fotorestituti rappresenta una vera sfida. È necessario utilizzare calore per far indurire il materiale, ma allo stesso tempo bisogna evitare di contaminare il substrato su cui viene montato il sensore.
Ecco perché utilizziamo lampade a raggi infrarossi: invece di riscaldare l’aria all’interno di una stanza enorme, i raggi infrarossi trasmettono energia direttamente nel materiale. È un metodo più efficiente e pulito.
L’aspetto legato all’energia
Pensate a un forno tradizionale: si spendono molti soldi ed energia solo per riscaldare le pareti del forno e l’aria circostante. È uno spreco.
Con i raggi infrarossi, invece, possiamo concentrare l’energia esattamente sulle zone del materiale che devono essere riscaldate. Non si tratta soltanto di una soluzione “ecologica” per i manuali promozionali: in realtà si riesce a ridurre notevolmente il consumo di energia per ogni wafer.
Protezione dei materiali
Il problema è che i biosensori sono solitamente realizzati con polimeri che non tollerano temperature elevate. Se la temperatura supera un certo limite, anche di poco, le layer organiche presenti nel sensore possono essere danneggiate.
Per risolvere questo problema, regoliamo la lunghezza d’onda dei raggi infrarossi, preferendo quelle a corta o media lunghezza. In questo modo, il calore viene trasmesso esattamente nelle zone necessarie, evitando così che il substrato si deformi. Inoltre, il processo di riscaldamento avviene in tempi molto rapidi. I sensori passano quindi meno tempo sottoposti a stress termico, il che significa che rimangono in condizioni ottimali.
I limiti (perché ce ne sono sempre)
I raggi infrarossi sono veloci, ma possono causare problemi se non vengono utilizzati correttamente. Poiché il calore è localizzato in modo molto preciso, se le lampade non sono posizionate correttamente, possono formarsi delle “zone calde” sulla superficie del sensore. Per evitare ciò, utilizziamo un controllore PID a ciclo chiuso, che mantiene la temperatura della superficie entro ±2°C. Senza questo tipo di controllo, la velocità di riscaldamento diventa invece un problema.
Il vantaggio principale
Sostituire i vecchi forni a gas con sistemi a raggi infrarossi riduce significativamente le emissioni di VOC e elimina completamente l’uso di combustibili. Questo sistema può essere integrato facilmente nelle linee di produzione in ambienti sterili, senza necessità di grandi modifiche.