실험 장비를 오븐처럼 사용하는 것을 그만두세요.
탄소나노튜브를 성장시키는 것은 균형을 맞추는 작업입니다. 기판에 강한 열이 필요하지만, 기존의 가열 방식은 문제가 많습니다. 마치 주방 전체를 데워서 피자 한 조각만 따뜻하게 만들려는 것과 같습니다. 모든 것이 뜨거워집니다. 벽, 공기, 전자 장비까지 모두요. 이를 ‘뜨거운 벽’이라고 하는데, 이는 정말 골칫거리입니다. 하드웨어에 스트레스를 주는 것은 물론, 작업자도 화상을 입을 위험이 있습니다.
해결책은 공기를 가열하는 것을 그만두는 것입니다.
우리는 단파 적외선 램프를 사용하기 시작했습니다. 마치 손전등과 비슷하지만, 열을 내는 방식입니다. 도구 내부의 공기를 데우는 대신, 에너지는 직선으로 이동합니다. 웨이퍼에 도달하기 전까지는 아무런 작용도 하지 않습니다.
그 결과는 어떨까요? 기판은 나노튜브를 성장시키는 데 필요한 열을 받지만, 장비의 벽면은 여전히 차갑습니다.
물론, 이 방법에도 단점이 있습니다. 그러한 열 밀도를 얻으려면 고출력 램프와 적절한 초점 거리가 필요합니다. 우리는 램프의 위치를 조절하고 반사 장치를 사용하여 에너지가 정확히 목표 지점에 도달하도록 노력합니다.
하지만 출력을 너무 높이면 안 됩니다. 적절한 보호 장치 없이 출력을 높이면 열이 반사되어 벽면에 닿게 됩니다. 게다가 전원 공급 장치도 부담을 받게 됩니다. 남아 있는 열을 제거하기 위해 충분히 강력한 냉각 팬이 필요합니다.
작은 세부 사항처럼 들릴 수 있지만, 이는 장비를 사용하는 방식에 큰 영향을 미칩니다. 장비가 변형되지 않고, 케이블의 절연체도 부서지거나 깨지지 않습니다. 그리고 가장 중요한 것은, 샘플을 넣거나 유지보수를 할 때 100°C에 달하는 고온의 장비를 다루지 않아도 된다는 것입니다.
이것은 훨씬 더 스마트한 작업 방식입니다. 열을 정확히 조절하고, 장비를 보호하며, 인체도 안전하게 지킬 수 있습니다.