Waarom we infraroodverwarming gebruiken voor biosensoren
Bij het maken van biosensoren moet je een balans vinden. Je hebt voldoende warmte nodig om de polymeren en lijmstoffen te laten drogen, maar als je te veel warmte gebruikt, kunnen de biologische onderdelen van de sensoren beschadigd raken. Het is een delicate balans.
Daarom kiezen we voor infraroodlampen. In plaats van hete lucht te gebruiken – zoals in de meeste ovens – maken infraroodlampen gebruik van straling. Dit is een schone manier om dingen te doen. Bovendien hoeven we geen schadelijke chemische katalysatoren of oplosmiddelen meer te gebruiken, die vaak problemen opleveren tijdens milieuanalyses.
De fysica achter infraroodverwarming is eigenlijk best interessant.
Infraroodlampen verspillen geen tijd door de lucht in een grote metalen behuizing op te warmen. Ze richten zich rechtstreeks op de moleculaire trillingen in het materiaal. Dit gebeurt vrijwel onmiddellijk.
Omdat we alleen het materiaal zelf verwarmen en niet de hele ruimte, worden er geen energieverspillingen veroorzaakt. Hierdoor wordt het droogproces efficiënter en is het beter voor het milieu.
Milieuvriendelijk en leidvrij
Vroeger gebruikten mensen loodhoudende stoffen of chemische versnellers om het product sneller te laten drogen bij lagere temperaturen. Het was een kortere weg, maar het was ook erg vervuilend.
Met infraroodverwarming kunnen we de gewenste temperaturen snel bereiken, zonder dat we toe moeten staan tot het gebruik van zulke additieven. Geen giftige gassen, geen VOC’s. Simpelweg een schone en efficiënte manier.
Het lastige deel
Het is echter niet zo eenvoudig. Je moet goed opletten met de warmtestroom. Als je te veel warmte toevoegt, zal de bovenste laag onmiddellijk stollen, waardoor de vochtige oplosmiddelen vast blijven zitten. Dat ziet er niet goed uit.
Om dit te voorkomen, gebruiken we een geleidelijke verhoging van de temperatuur. Eerst wordt de temperatuur laag gehouden, zodat het materiaal kan zakken. Daarna wordt de temperatuur langzaam verhoogd.
Het echte geheim zit in de golflengte. De golflengte van de lamp moet overeenkomen met het absorptiespectrum van het materiaal. Als dit niet klopt, zal de energie gewoon van het materiaal afkaatsen. Dan verspil je energie en wordt de machine zelf opgewarmd, in plaats van de sensoren.
We besteden veel tijd aan het kalibreren van deze lampen, zodat de energie wel echt in het materiaal terechtkomt. Dit is de enige manier om het proces efficiënt te houden en de regelgevenden tevreden te houden.