Obtener más calor donde realmente importa
Cuando se construyen biosensores sobre una oblea, es necesario que el calor llegue exactamente a esa superficie. Pero aquí está el problema con las lámparas infrarrojas tradicionales: son ineficientes. Una gran parte de esa energía simplemente se dispersa en todas direcciones. Al final, uno termina pagando por electricidad que solo sirve para calentar el chasis de la máquina.
Encontramos una solución mejor. Empezamos a recubrir las carcasas de las lámparas con capas de oro de alta reflectividad.
¿Por qué el oro?
Se debe a cómo se comporta la luz. El aluminio es adecuado para usos generales, pero el oro es excelente cuando se trata de ese tipo específico de luz infrarroja que emiten los filamentos de tungsteno.
En lugar de una luz difusa y desperdiciada que llena toda la habitación, el reflector de oro dirige esos fotones hacia adelante. Esto permite concentrar más energía en un área específica, logrando así más vatios por milímetro cuadrado, sin necesidad de aumentar la potencia de la lámpara.
La parte complicada
Ahora bien, no se puede simplemente aumentar la potencia de la lámpara y dejarla así. Al concentrar tanto calor, se corre el riesgo de dañar la oblea o de destruir las capas químicas que se han aplicado con tanto cuidado. Es necesario encontrar el equilibrio adecuado entre la longitud focal del reflector y la posición de la oblea, para mantener una temperatura uniforme en toda su superficie.
Hemos diseñado estos dispositivos como reemplazos sencillos para los sistemas IR que ya se tienen. Pero hay algo importante: como el sistema es mucho más eficiente, la parte posterior de la carcasa permanece fría, mientras que la zona objetivo se calienta rápidamente. Será necesario verificar que los controladores PID y los termopares puedan manejar ese rápido aumento de temperatura.
Las ventajas
Lo mejor es que no se necesitan tantas lámparas para alcanzar la temperatura deseada. Eso significa que el sistema de calefacción ocupa menos espacio y que el suministro de energía no tiene que trabajar tanto. Se obtiene el calor justo donde se necesita, en la oblea, y el ambiente de laboratorio no se vuelve demasiado caliente.