جلوگیری از نشت گرما: روش بهتری برای تولید نانولولههای کربنی
اگر تا به حال با تولید نانولولههای کربنی کار کردهاید، میدانید که مدیریت دما چقدر چالشبرانگیز است. این کار نیازمند تعادل دقیقی است. مشکل اینجاست که هیترهای قدیمی، آشفتگی زیادی ایجاد میکنند؛ آنها نه تنها نمونه را گرم میکنند، بلکه کل محفظه داخلی را نیز به یک رادیاتور عظیم تبدیل میکنند.
این وضعیت واقعاً وحشتناک است؛ دیوارههای داخلی آنقدر گرم میشوند که میتوانند اپراتور را آسیب بزنند، و مقدار زیادی انرژی نیز هدر میرود.
راه حل این است که به جای فکر کردن به «گرم کردن کل اتاق»، به «هدایت گرما به نقطه مورد نظر» فکر کنیم.
به همین دلیل، ما از لامپهای مادون قرمز با امواج کوتاه استفاده کردیم. این لامپها به جای استفاده از اصل همرفت، از تابش برای گرم کردن استفاده میکنند. میتوان آنها را مانند یک چراغ قوه در نظر گرفت، اما با تابش حرارتی. فوتونها در خط مستقیم از فیلامنت به سمت سطح زیرلایه حرکت میکنند.
نتیجه چیست؟ نقطه تولید نانولولهها، گرمای لازم را دریافت میکند، در حالی که هوا و پوسته فلزی دستگاه نسبتاً خنک باقی میماند.
تنظیمات صحیح
برای تولید نانولولهها، به چدیدت حرارتی بالایی نیاز است. ما از لامپهایی با توان بالا استفاده میکنیم و فاصله کانونی لامپها را تنظیم میکنیم تا این کار به خوبی انجام شود. با تنظیم موقعیت لامپ و استفاده از منعکسکنندهها، میتوانیم تمام انرژی را روی یک ناحیه کوچک از سطح زیرلایه متمرکز کنیم.
اما مشکل اینجاست که نمیتوانیم فقط لامپها را وصل کنیم و از کنارشان دور شویم؛ نیاز به یک کنترلکننده PID دقیق وجود دارد.
لامپهای مادون قرمز تقریباً بلافاصله به دمای مورد نظر میرسند. اگر چرخه کنترلی دستگاه کند باشد، دما بیش از حد خواهد شد. و وقتی دما بیش از حد شود، ساختار نانولولهها از بین خواهد رفت.
چه اتفاقی در کارخانه میافتد؟
بهترین نکته این است که دیوارههای دستگاه دیگر گرم نمیشوند؛ این امر باعث میشود کار با دستگاه بسیار ایمنتر شود.
اما این روش جادویی نیست؛ تابش مادون قرمز با شدت بالا، ناپایدار است. اگر منعکسکنندهها حتی چند میلیمتر از جای خود منحرف شوند، نقاط گرمی روی سطح زیرلایه ایجاد خواهد شد که باعث از بین رفتن نانولولهها میشود.
باید مطمئن شوید که محل نصب لامپها کاملاً محکم است؛ هرگونه لرزش یا تغییر کوچک در موقعیت لامپ، میتواند باعث اختلال در توزیع حرارت شود. البته، فراموش نکنید که از سیستمهای محافظتی نیز استفاده کنید؛ نمیخواهیم تابش اضافی به تجهیزات الکترونیکی آسیب برساند.