Come ottenere la giusta quantità di calore nella fabbricazione dei biosensori
Se si costruiscono biosensori, si conosce bene il problema: è necessaria una quantità precisa di calore per indurire i polimeri o per far funzionare correttamente i reagenti presenti sulla sottile struttura su cui vengono realizzati i sensori. Il problema è che le lampade a infrarossi tradizionali sono piuttosto inefficienti: gran parte dell’energia emessa viene riflessa indietro, senza portare alcun vantaggio al prodotto finale.
Abbiamo trovato un modo per evitare questa perdita di energia. Utilizziamo riflettori rivestiti d’oro, in modo da indirizzare tutta quell’energia verso il punto desiderato.
Perché l’oro?
L’oro è estremamente riflettente nei confronti dei raggi infrarossi. Aggiungendo uno strato sottile d’oro al riflettore, possiamo catturare quei fotoni che altrimenti verrebbero persi, e dirigerli nuovamente verso la superficie su cui vengono realizzati i sensori.
Non si tratta soltanto di essere “ecologici” o di risparmiare qualche centesimo sulla bolletta elettrica. Si tratta di ottenere più calore effettivo – più watt per centimetro quadrato – senza dover aumentare troppo l’intensità della luce.
Il problema dei “punti caldi”
In questo campo, i “punti caldi” rappresentano un grosso problema: anche una piccola area troppo calda può compromettere la qualità del prodotto. Per questo dedichiamo tanto tempo alla curvatura del riflettore: se la focalizzazione è troppo stretta, il centro della sottile struttura su cui vengono realizzati i sensori verrà distrutto; se invece è troppo ampia, gli bordi rimarranno non trattati correttamente. Bilanciamo quindi la lunghezza focale della lampada con lo strato d’oro, in modo che il calore venga distribuito uniformemente su tutta la superficie.
Le difficoltà (perché ce ne sono sempre)
I riflettori d’oro sono fantastici, ma richiedono attenzione particolare. Anche un semplice segno lasciato da impronte digitali o da residui chimici può creare “punti freddi” sulla superficie su cui vengono realizzati i sensori. È quindi necessario mantenere i componenti ottici perfettamente puliti. Inoltre, poiché concentriamo così tanto calore sulla sottile struttura su cui vengono realizzati i sensori, il supporto su cui è fissata deve essere adeguato. Se aumentiamo troppo l’intensità della luce senza raffreddare le aree circostanti, i supporti potrebbero deformarsi. Bisogna quindi prestare attenzione al contenitore in cui vengono realizzati i sensori.