Como evitar a perda de calor na fabricação de biossensores
Quando se aquece os substratos dos biossensores, é necessário que a energia vá exatamente para onde deve ir.
Mas o problema com a maioria das soluções baseadas em semicondutores é que as lâmpadas infravermelhas convencionais liberam calor em todas as direções. Isso significa que grande parte dessa energia nem sequer atinge o substrato – ela acaba aquecendo as paredes internas do equipamento. Se não for possível tocar a parte externa do equipamento sem se queimar, então há uma perda de calor.
Como fazer com que o calor vá realmente para onde queremos
Para resolver isso, utilizamos tecnologia infravermelha direcional. Em vez de usar apenas um tubo de quartzo, usamos lâmpadas com refletores ou revestimentos especiais. É como colocar um bocal em um cano: isso faz com que a radiação infravermelha vá diretamente para o substrato. Ao reduzir o feixe de luz, evitamos que a energia se disperse e atinja as paredes da câmara.
O resultado? O substrato atinge a temperatura desejada muito mais rápido, e o hardware permanece frio ao toque.
As vantagens e desvantagens
Existe um trade-off aqui. Como toda essa energia é concentrada em um único ponto, sua intensidade é muito alta. Isso é bom para o equipamento, mas exerce uma pressão maior sobre o próprio material do biossensor. Se o calor for aumentado rapidamente demais, pode haver deformação no material ou até mesmo choque térmico.
É preciso dedicar um tempo extra para ajustar o controlador PID, para garantir que o aquecimento seja suave.
Um espaço menor e mais seguro
Reduzir a perda de calor não só diminui a conta de energia, mas também torna todo o laboratório mais seguro. Quando as paredes internas não absorvem energia desperdiçada, a temperatura do chassi externo diminui. Isso significa que não é mais necessário usar ventiladores grandes e barulhentos ou dissipadores volumosos que ocupam metade do espaço do laboratório.
Além disso, é possível colocar essas lâmpadas em locais mais compactos. Como o calor é direcionado, é possível posicionar a lâmpada mais perto da peça a ser processada, sem preocupações de derreter componentes plásticos ou danificar sensores próximos. Ao conectá-la a uma fonte de alimentação precisa, você tem controle total sobre para onde vai cada watt de energia.