การลดการปล่อยคาร์บอนในห้องปฏิบัติการ: วิธีที่ดีกว่าในการให้ความร้อน
การรักษาอุณหภูมิของห้องปฏิบัติการให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมนั้นเป็นเรื่องยากมากในห้องปฏิบัติการด้านสารกึ่งตัวนำ ตลอดหลายปีที่ผ่านมา เราต้องพึ่งพาเครื่องทำความร้อนแบบใช้ความต้านทานซึ่งมีประสิทธิภาพต่ำมาก โดยเครื่องเหล่านี้จะพยายามให้ความร้อนกับห้องทั้งหมดเพื่อให้ตัวอย่างขนาดเล็กได้รับความร้อน ซึ่งเป็นวิธีที่ช้า มีค่าใช้จ่ายสูง และยังเป็นการสิ้นเปลืองพลังงานอีกด้วย
นั่นคือเหตุผลที่เราหันมาใช้วิธีการให้ความร้อนด้วยคลื่นอินฟราเรดแทน วิธีนี้มีประสิทธิภาพมากกว่ามาก คุณจะไม่สิ้นเปลืองพลังงานอีกต่อไป ระยะเวลาในการให้ความร้อนก็ลดลงอย่างมาก และปริมาณคาร์บอนที่ปล่อยออกมาก็ลดลงด้วย
หยุดการให้ความร้อนกับอากาศ
เครื่องทำความร้อนแบบปกติมีประสิทธิภาพต่ำมาก เพราะมันจะให้ความร้อนกับก๊าซก่อน จากนั้นก๊าซนั้นจึงจะให้ความร้อนกับผนังห้อง และสุดท้ายก็จะให้ความร้อนกับตัวอย่าง ซึ่งเป็นวิธีที่ไร้ประสิทธิภาพมาก
แต่คลื่นอินฟราเรดนั้นแตกต่างออกไป มันใช้รังสีคลื่นสั้นเพื่อให้ความร้อนกับวัสดุหรือภาชนะที่ใส่สารเคมีโดยตรง มันเหมือนกับการพยายามอุ่นมือโดยการอุ่นบ้านทั้งหลัง แต่วิธีนี้จะให้ความร้อนในพื้นที่ขนาดเล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผลลัพธ์ก็คือระยะเวลาในการให้ความร้อนจะสั้นมาก
รายละเอียดเกี่ยวกับการสร้างอุปกรณ์
เราไม่ประมาทเรื่องอุปกรณ์เลย เราใช้ท่อควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงและไส้หลอดทังสเตนเพื่อให้ความมั่นคงในการทำงาน
เนื่องจากเราทำงานกับสารกึ่งตัวนำ เรามักจะใช้ตัวสะท้อนแสงที่เคลือบด้วยทองคำ เพื่อให้พลังงานอินฟราเรดไปยังจุดหมายปลายทางโดยตรง ทำให้ไม่เกิดความร้อนส่วนเกินภายในห้องปฏิบัติการ
นอกจากนี้ เรายังใช้ขั้วต่อมาตรฐานทางอุตสาหกรรมด้วย เพื่อให้สามารถเปลี่ยนอุปกรณ์ได้ง่าย แต่ต้องระวังด้วยว่า หากคุณใช้อุปกรณ์ที่มีกำลังสูง ต้องแน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟของคุณสามารถรองรับกระแสไฟที่เพิ่มขึ้นได้ ไม่เช่นนั้นอุปกรณ์อาจเสียหายได้
ความจริง: สิ่งที่เกิดขึ้นในห้องปฏิบัติการ
อินฟราเรดไม่ใช่สิ่งมหัศจรรย์ หากคุณไม่ระมัดระวัง ก็อาจเกิดจุดร้อนขึ้นได้ หากจุดที่ต้องการให้ความร้อนไม่อยู่ตรงกลาง ก็จะทำให้เกิดการให้ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งเป็นอันตรายต่อการทำงานที่ต้องการความแม่นยำสูง
เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดี คุณจำเป็นต้องมีตัวควบคุม PID ที่มีประสิทธิภาพ และตัววัดอุณหภูมิที่อยู่ตรงจุดที่ต้องการให้ความร้อนพอดี
นอกจากนี้ ควรตรวจสอบพัดลมระบายความร้อนด้วย หากพัดลมไม่สมดุล อุณหภูมิภายในห้องปฏิบัติการก็จะเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจส่งผลต่อความเสถียรของสารเคมีได้ เรามักจะแนะนำให้จัดวางอุปกรณ์ให้เหมาะสม เพื่อไม่ให้เกิด “จุดร้อน” หรือ “พื้นที่ที่ไม่ได้รับความร้อน”