Por que usamos cura por infravermelho em biossensores
Quando se cria biossensores, é preciso encontrar um equilíbrio delicado. É necessário calor suficiente para curar os polímeros e adesivos, mas se o calor for excessivo, as partes biológicas do sensor serão danificadas. É uma situação bastante delicada.
É por isso que optamos por lâmpadas de infravermelho. Em vez de usar ar quente – como acontece na maioria dos fornos – o infravermelho utiliza radiação. É uma maneira mais eficiente de fazer isso. Além disso, não há necessidade de usar catalisadores químicos ou solventes, que costumam ser problemáticos nas auditorias ambientais.
A física por trás disso é realmente interessante.
As lâmpadas de infravermelho não perdem tempo aquecendo o ar dentro de uma caixa metálica. Elas atuam diretamente nas vibrações moleculares do material. É um processo quase instantâneo.
Como estamos focando no substrato e não em todo o ambiente, não desperdiçamos energia desnecessariamente. Isso torna todo o processo de secagem muito mais eficiente e benéfico para o planeta.
Manter o processo verde (e livre de chumbo)
Antigamente, as pessoas usavam estabilizantes à base de chumbo ou aceleradores químicos para acelerar o processo de cura em temperaturas mais baixas. Era um atalho, mas era complicado.
Com o infravermelho, podemos alcançar as temperaturas necessárias rapidamente, sem precisar desses aditivos. Sem gases tóxicos. Sem VOCs. Apenas um processo limpo e eficiente.
O desafio
Mas não é tão simples assim. É preciso ter cuidado com o fluxo de calor. Se o calor for excessivo, a camada superior do material endurece instantaneamente, prendendo os solventes úmidos abaixo dela. Isso não é nada bom.
Para resolver isso, usamos um método gradual de aumento da temperatura. Começamos com uma temperatura baixa, deixamos o material se estabilizar e, depois, aumentamos a temperatura gradativamente.
O verdadeiro segredo está no comprimento de onda da luz. É preciso fazer com que o comprimento de onda da lâmpada corresponda ao espectro de absorção do material. Se isso não for feito corretamente, a energia simplesmente será refletida pelo material. Assim, desperdiçamos energia e aquecemos apenas a estrutura da máquina, em vez do sensor.
Gastamos muito tempo calibrando essas lâmpadas para garantir que a energia realmente chegue até a camada biológica do sensor. É a única maneira de manter o processo eficiente e satisfazer os reguladores.