Mengapa kita beralih dari penggunaan udara panas ke teknologi IR dalam pembuatan biosensor
Saat memproduksi biosensor, kita harus berurusan dengan lapisan-lapisan organik yang sangat sensitif terhadap kondisi lingkungan sekitarnya. Lapisan-lapisan tersebut perlu dikeringkan dan diproses dengan cara yang tepat. Selama bertahun-tahun, metode yang digunakan adalah dengan menggunakan udara panas untuk memanaskan lapisan-lapisan tersebut.
Tapi sejujurnya, itu merupakan hambatan besar. Coba bayangkan bagaimana cara kerja konveksi paksa: udara dipanaskan terlebih dahulu, lalu udara tersebut memanaskan substrat. Prosesnya tidak langsung, dan lambat. Ini sama saja seperti mencoba menghangatkan suatu ruangan dengan cara memanaskan koridor terlebih dahulu.
Lampu inframerah (IR) mengubah pola kerja ini. Energi dari lampu langsung masuk ke dalam bahan yang akan diproses, tanpa perlu menunggu udara menjadi panas terlebih dahulu.
Kerugian dari metode penggunaan udara panas
Jika Anda pernah menggunakan sistem udara panas, pasti Anda tahu betapa menyebalkannya proses ini. Anda harus menunggu seluruh ruangan menjadi panas sebelum substrat bisa mencapai suhu yang diinginkan. Dalam proses manufaktur semikonduktor, waktu yang terbuang ini sangat banyak. Hal ini tentu saja merugikan jadwal produksi.
Lampu IR dapat memancarkan energi secara instan. Waktu yang diperlukan untuk menghangatkan bahan hanya beberapa milidetik saja. Dengan demikian, Anda dapat memproses lebih banyak bahan tanpa perlu membeli mesin yang lebih besar atau menyediakan ruang yang lebih luas.
Pemilihan lampu IR yang tepat
Untuk pembuatan biosensor, kita menggunakan lampu IR berfrekuensi rendah. Lampu ini mampu fokuskan energi pada area tertentu sehingga energi tersebut dapat meresap ke dalam lapisan tipis tersebut. Dengan demikian, panas yang dihasilkan akan sampai tepat di tempat reaksi kimia berlangsung.
Untuk menjaga kebersihan, kita menggunakan pelindung berbahan kuarsa pada lampu tersebut. Dengan begitu, tidak akan ada kontaminasi.
Namun, perlu diingat bahwa jika Anda ingin memproses bahan dalam jumlah besar, Anda tidak bisa sekadar menyalakan lampu tersebut begitu saja. IR memancarkan energi dengan cepat—terlalu cepat. Anda membutuhkan kontroler PID yang efektif untuk mengontrol suhu dengan baik. Tanpa kontroler tersebut, suhu bisa melampaui batas yang ditentukan, sehingga lapisan aktif pada biosensor bisa rusak. Itu merupakan kesalahan yang tidak boleh terjadi.
Kesimpulan
IR bukanlah solusi ajaib. Cahaya IR bersifat terarah. Udara panas bagus karena mampu memanaskan segala sesuatu, tanpa memandang bentuknya. Namun, IR lebih mirip senter; cahayanya hanya mencapai objek yang berada di jalurnya. Oleh karena itu, Anda perlu memperhatikan adanya “titik dingin” pada bahan yang diproses. Anda mungkin perlu menggunakan reflektor agar seluruh permukaan bahan mendapatkan panas yang merata. Jika bahan tersebut memiliki lubang atau celah yang dalam, IR tidak akan dapat mencapai bagian bawahnya. Dalam kasus seperti ini, lebih baik menggunakan sistem hibrida agar tidak terjadi cacat pada bahan tersebut.