Tại sao chúng ta sử dụng tia hồng ngoại trong các cảm biến sinh học và chip
Khi chế tạo cảm biến sinh học, chúng ta phải tìm được sự cân bằng khó khăn giữa việc cung cấp đủ nhiệt để làm khô các chất kết dính và chất phản ứng quang hóa, nhưng nếu nhiệt độ quá cao thì các lớp vật liệu sinh học sẽ bị tổn thương. Đó là một sự cân bằng rất nhạy cảm.
Chính vì vậy, chúng ta sử dụng đèn hồng ngoại. Thay vì làm nóng toàn bộ không khí trong phòng – như những lò sấy truyền thống – đèn hồng ngoại truyền năng lượng trực tiếp vào bề mặt vật liệu. Cách này hiệu quả hơn và ít gây hại hơn.
Ưu điểm của việc sử dụng tia hồng ngoại
Hãy nghĩ về những lò sấy truyền thống: chúng thực chất chỉ là những chiếc hộp chứa không khí nóng. Chúng tiêu tốn rất nhiều năng lượng để làm nóng không gian trống bên trong lò, và cần có các bộ lọc hiệu quả để ngăn bụi bẩn và các chất gây ô nhiễm xâm nhập vào sản phẩm.
Ngược lại, tia hồng ngoại truyền năng lượng trực tiếp vào bề mặt vật liệu. Bạn sẽ nhận được nhiệt ngay lập tức, và nhiệt độ cũng giảm xuống nhanh chóng. Hơn nữa, đây là cách hiệu quả hơn để vận hành nhà máy sản xuất – không có khí thải từ các bộ phận gia nhiệt, chỉ có điện năng được sử dụng để tạo ra ánh sáng. Rất đơn giản phải không?
Những hạn chế
Chúng ta thường sử dụng tia hồng ngoại bước sóng ngắn hoặc trung bình. Chúng ta cần nhiệt độ đủ cao để nhiệt có thể thấm vào các lớp mỏng của cảm biến, chứ không chỉ nằm trên bề mặt. Điều tuyệt vời là các đèn có cường độ cao giúp giảm kích thước của buồng sấy, từ đó tiết kiệm diện tích sử dụng.
Nhưng chúng ta cần cẩn thận. Nếu cường độ nhiệt quá cao, các thành phần hữu cơ trong cảm biến sẽ bị tổn thương. Để tránh điều này, chúng ta sử dụng hệ thống kiểm soát PID để duy trì nhiệt độ ở mức chính xác, khoảng ±2°C. Điều này đòi hỏi một chút điều chỉnh, nhưng kết quả thu được rất xứng đáng.
Lợi ích thực tế
Việc sử dụng tia hồng ngoại giúp chúng ta không còn phải dựa vào những máy sấy tiêu tốn nhiều năng lượng nữa. Hệ thống điều hòa không khí của bạn sẽ được nhẹ nhõm hơn.
Và đây mới là điểm mấu chốt: khi sử dụng hệ thống kiểm soát theo từng khu vực, chúng ta chỉ cần bật đèn ở những vị trí cần thiết. Không còn phải tốn tiền để làm nóng những khu vực trống nữa.
Đây là cách thay thế khá đơn giản cho những lò sấy cũ, và nó giúp không khí trong phòng sạch trở nên ổn định hơn nhiều.