הגדרת הטמפרטורה האופטימלית עבור שבבי ביוסנסורים
כאשר מנסים להעביר חום באופן שווה לפני השבב, למעשה מתמודדים עם חוקי הפיזיקה. רוב המנורות האינפרא-אדומות הרגילות הן לא יעילות – הן מפיצות חום לכל הכיוונים, 360 מעלות.
אך כאשר עובדים עם שכבות ביולוגיות עדינות, אי אפשר לאפשר “נקודות חמות” או “אזורים קרים”. זה פשוט לא עובד. לכן החלנו להשתמש במחזירי אור מצופים בזהב, כדי שהחום יופנה למקום הנכון.
למה זהב?
זה נשמע מפואר, אך למעשה זו בחירה פרקטית. הזהב טוב יותר מאלומיניום או פלדה מלוטשת בהחזרת קרינת אינפרא-אדום למקורה. בעוד שאלומיניום עושה עבודה סבירה, הזהב מצליח להחזיר את הפוטונים בעלי הגל הארוך, שבדרך כלל היו נעלמים בתוך המכשיר, ולהחזיר אותם ישירות לשבב.
כך ניתן לרכז את האנרגיה. כך מתקבל יותר חום בנקודה הרצויה, מבלי להגדיל את הכוח של המכשיר.
האתגרים
הבעיה היא שכאשר מרכזים כל כך הרבה אנרגיה על פני שטח מסוים, הוא נעשה חם מאוד. אם רוצים להגיע לטמפרטורה המרבית, יש צורך שמערכת הקירור תוכל לעמוד בקצב. אם אין מערכת קירור טובה, הפילמנטים עלולים להישרף או שהמכשיר עלול להינזק. אנו משקיעים הרבה זמן באיזון האנרגיה, כדי שהשבב יגיע לטמפרטורה האופטימלית מבלי שהדברים סביבו יישרפו.
איך זה עוזר במעבדה
ביוסנסורים דורשים תנאי טמפרטורה מאוד מדויקים, כדי שהחומרים יתחברו כראוי, מבלי שהחלבונים או האנזימים יישרפו. מנורות מצופות בזהב מאפשרות שליטה מדויקת בטמפרטורה. ניתן להעלות את הטמפרטורה במהירות ולשמור עליה יציבה, ללא תנודות מעצבנות.
בנוסף, זו חלופה פשוטה למערכות האינפרא-אדום הישנות. כך לא מבוזבזת אנרגיה, ומערכת האוורור בחדר הנקי אינה צריכה לעבוד כל כך קשה כדי לשמור על הטמפרטורה הנכונה.