หยุดการรั่วไหลของความร้อน: วิธีที่ดีกว่าในการเพาะเลี้ยงคาร์บอนนาโนทิวบ์
หากคุณเคยทำงานเกี่ยวกับการผลิตคาร์บอนนาโนทิวบ์มาก่อน คุณคงรู้ดีถึงปัญหาเรื่องอุณหภูมิ มันเป็นเรื่องของการหาจุดสมดุล ปัญหาก็คือเครื่องทำความร้อนแบบเดิมนั้นสร้างความยุ่งยากมาก เพราะไม่เพียงแต่ทำให้ตัวอย่างร้อนขึ้นเท่านั้น แต่ยังทำให้ห้องปฏิบัติการร้อนขึ้นไปด้วย
มันเป็นเรื่องน่ากังวลมาก เพราะผนังด้านในจะร้อนจนอาจทำให้ผู้ปฏิบัติงานได้รับบาดเจ็บ และพลังงานจำนวนมากก็จะสูญเปล่าไปเฉยๆ
เคล็ดลับก็คือ อย่าคิดถึงการทำให้ห้องร้อนขึ้น แต่ให้คิดถึงการส่งความร้อนไปยังจุดที่ต้องการแทน
นั่นคือเหตุผลที่เราเปลี่ยนมาใช้หลอดไฟอินฟราเรดแบบคลื่นสั้นแทน หลอดไฟอินฟราเรดใช้รังสีในการส่งความร้อน คิดง่ายๆ ก็เหมือนไฟฉาย แต่เป็นความร้อน โฟตอนจะเคลื่อนที่ไปตามเส้นตรงจากไส้หลอดไปยังพื้นผิวของวัสดุที่ใช้เพาะเลี้ยงคาร์บอนนาโนทิวบ์
ผลลัพธ์ก็คือ บริเวณที่ใช้เพาะเลี้ยงคาร์บอนนาโนทิวบ์จะได้รับความร้อนที่จำเป็น ในขณะที่อากาศและโครงเหล็กของเครื่องก็ยังคงมีอุณหภูมิที่ต่ำอยู่
การตั้งค่าให้ถูกต้อง
เพื่อให้สามารถเพาะเลี้ยงคาร์บอนนาโนทิวบ์ได้ จำเป็นต้องมีความหนาแน่นของความร้อนที่เพียงพอ เราจึงใช้หลอดไฟที่มีกำลังสูง และปรับความยาวโฟกัสเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด การปรับตำแหน่งของหลอดไฟและการเพิ่มตัวสะท้อนความร้อน จะช่วยให้พลังงานถูกส่งไปยังบริเวณที่ต้องการได้
แต่มีข้อจำกัดอยู่อย่างหนึ่ง คือคุณไม่สามารถเพียงแค่เสียบหลอดไฟเข้าไปแล้วก็ปล่อยไว้ได้ คุณจำเป็นต้องมีตัวควบคุม PID ที่มีประสิทธิภาพ หลอดไฟอินฟราเรดจะสามารถทำให้อุณหภูมิถึงเป้าหมายได้อย่างรวดเร็ว หากตัวควบคุมมีปัญหา อุณหภูมิก็จะสูงเกินไป และโครงสร้างของคาร์บอนนาโนทิวบ์ก็จะเสียหายไป
สิ่งที่เกิดขึ้นในห้องปฏิบัติการ
สิ่งที่ดีที่สุดก็คือ ผนังของเครื่องจะไม่ร้อนจนเกินไปอีกต่อไป ซึ่งทำให้เครื่องปลอดภัยมากขึ้น
แต่นี่ก็ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่สมบูรณ์แบบ เพราะหลอดไฟอินฟราเรดมีความไม่แน่นอนสูง หากตัวสะท้อนความร้อนมีความคลาดเคลื่อนเพียงไม่กี่มิลลิเมตร ก็จะทำให้เกิดจุดที่ร้อนเกินไปบนพื้นผิวของวัสดุ ซึ่งจะทำให้การเพาะเลี้ยงคาร์บอนนาโนทิวบ์ล้มเหลวได้
คุณจึงต้องมั่นใจว่าตัวยึดหลอดไฟมีความแข็งแรงมากพอ การสั่นสะเทือนหรือการเคลื่อนที่เพียงเล็กน้อยของหลอดไฟก็อาจทำให้ความร้อนไม่สม่ำเสมอได้ อย่าลืมเรื่องการป้องกันรังสีด้วยนะ เพราะคุณไม่อยากให้รังสีที่ไม่พึงประสงค์มาทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของคุณหรอก.