چرا در تولید نانولولههای کربنی، از هوای داغ به جای موجهای مادون قرمز استفاده میکنیم؟
اگر تا به حال در تولید نانولولههای کربنی فعالیت کردهاید، میدانید که برای عملکرد صحیح کاتالیست و رسوب مناسب کربن، دمای مناسب بسیار مهم است.
اکثر روشهای قدیمی از هوای داغ برای گرم کردن سطح مواد استفاده میکنند؛ این روش زمانبر است. ابتدا هوا گرم میشود، سپس هوا دیوارههای ماده را گرم میکند؛ در نهایت، اگر صبور باشید، سطح ماده گرم خواهد شد. این روش غیرمستقیم و پرهزینه است.
انتظار کردن واقعاً آزاردهنده است.
هوا در انتقال گرما عملکرد خوبی ندارد؛ بنابراین مجبورید ساعتها صبر کنید تا دمای ماده به حد مطلوب برسد. در آزمایشگاه، این را «هزینه زمانی» مینامیم؛ در واقع، این فقط اتلاف انرژی و مانعی برای تولید است.
گرمایش با موجهای مادون قرمز، این مشکل را حل میکند؛ در این روش، به جای استفاده از هوا، از امواج الکترومغناطیسی برای انتقال انرژی به ماده استفاده میشود؛ بنابراین نیازی به واسطه نیست.
میتوانید در عرض چند ثانیه به دمای مورد نظر برسید؛ این موضوع برای کسانی که در تولید نیمههادیها فعالیت میکنند، بسیار مهم است. زمان لازم برای گرم و سرد شدن ماده کاهش مییابد؛ بنابراین میتوانید در یک شیفت بیشترین مقدار ماده را تولید کنید.
اما باید مراقب باشید؛ نمیتوانید فقط لامپ را عوض کنید و کار تمام شود. باید در انتخاب منابع گرمایشی دقت کنید؛ همه چیز به این بستگی دارد که ماده چه چیزی را جذب میکند. موجهای کوتاه مادون قرمز، گرما را به عمق ماده منتقل میکنند؛ در حالی که موجهای متوسط، روش مناسبی برای فعال کردن سطح ماده هستند.
ما معمولاً از الگوهای با تراکم بالا استفاده میکنیم؛ چرا؟ چون اگر گرمای تولید شده یکنواخت نباشد، رشد نانولولههای کربنی نامنظم خواهد بود. باید نقطه تعادل مناسبی بین فاصله بین منابع گرمایشی و سیستمهای اندازهگیری پیدا کنید؛ در غیر این صورت، نقاط گرمایی ایجاد خواهد شد.
اما یک مشکل هم وجود دارد.
موجهای مادون قرمز سریع هستند، اما شدید هم هستند؛ بنابراین احتمال شوک حرارتی وجود دارد. باید از ظروفی استفاده کنید که بتوانند انبساط ماده در هنگام گرم شدن را تحمل کنند.
همچنین باید مراقب باشید؛ اگر سیستم خنککننده شما کافی نباشد، این گرما میتواند الکترونیکهای شما را از بین ببرد.
شما در واقع، آن روش آهسته و مطمئن استفاده از هوای داغ را با سرعت بالا جایگزین کردهاید؛ این روش کمی پرخطرتر است، اما در نهایت، سرعت بالاتر تولید، ارزش این ریسک را دارد.