Como tirar o máximo proveito do calor para a fabricação de nanotubos de carbono
Quando se cultiva nanotubos de carbono, a temperatura é fundamental. Mas aqui está o problema: se você simplesmente aquecer um wafer e deixar que a energia se perca nas paredes da câmara, na verdade está desperdiçando dinheiro.
É por isso que usamos refletores revestidos de ouro. Queremos que toda a energia infravermelha atinja o substrato, e não as paredes.
Por que ouro?
Você verá muitas configurações que utilizam alumínio polido. É comum, mas ele absorve muita energia demais. O ouro é diferente. Não se trata de fazer a máquina parecer mais luxuosa; trata-se da física do reflexo da luz. A superfície de ouro reflete essa energia de volta para o wafer. Isso significa que você obtém uma densidade de calor muito maior no alvo, sem precisar aumentar a potência fornecida pelo painel elétrico. É simplesmente mais eficiente.
Lidando com pontos frios
Não se trata apenas do material, mas também da forma dos refletores. Nós os moldamos para concentrar a energia. Se a distribuição do fluxo de calor for irregular, ocorrerão pontos frios. E pontos frios significam crescimento desigual dos nanotubos de carbono. Você verá áreas do wafer com alta densidade de tubos e outras áreas praticamente vazias. Isso não é ideal.
Mas há um problema: o ouro é caro, e o revestimento é extremamente fino. Tenha cuidado ao manuseá-los. Se você usar um pano abrasivo para limpar a superfície, ela ficará marcada. Uma vez marcada, a energia se dispersará, e a eficiência diminuirá. Trate-os com cuidado.
Montando tudo junto
Ao configurar o sistema, pense em termos de “watts efetivos”. Como a radiação é tão concentrada, uma fonte de 1 kW pode ter o mesmo efeito de uma fonte de 1,5 kW em termos de temperatura da superfície. Isso representa um grande ganho. Só lembre-se: você precisará ajustar os controladores PID. Se não levar em conta essa eficiência adicional, é provável que você ultrapasse a temperatura desejada e danifique o substrato.