কেন আমরা CNT-গুলোর জন্য ইনফ্রারেড হিটিং ব্যবহার করি?
কার্বন ন্যানোটিউব তৈরি করার জন্য তাপ অপরিহার্য। কেমিক্যাল ভেপর ডিপোজিশন (CVD) প্রক্রিয়াটি সঠিকভাবে কাজ করার জন্য খুব নির্দিষ্ট ধরনের তাপীয় গ্রেডিয়েন্ট প্রয়োজন। দীর্ঘদিন ধরেই ঐতিহ্যবাহী রেজিস্টিভ ফার্নেসগুলোই ব্যবহৃত হয়ে এসেছে। কিন্তু সত্যি বলতে, ছোট একটি সাবস্ট্রেটকে গরম করার জন্য পুরো ফার্নেসটিকে গরম করাটা অত্যন্ত অপচয়মূলক।
এই কারণেই আমরা ইনফ্রারেড হিটিং ল্যাম্প ব্যবহার শুরু করেছি।
অপচয় কমানো
ইনফ্রারেড ল্যাম্পগুলোর বৈশিষ্ট্য হলো, এগুলো চারপাশের বাতাসকে গরম করে না; বরং রেডিয়েশনের মাধ্যমে সরাসরি সাবস্ট্রেটকে গরম করে। CNT তৈরি করার সময় ক্যাটালিস্টটিকে দ্রুত সক্রিয় অবস্থায় আনা দরকার। শর্ট-ওয়েভ ইনফ্রারেড ব্যবহার করলে এটা মাত্র কয়েক সেকেন্ডেই সম্ভব হয়। এটা খুবই দ্রুত। এর ফলে প্রক্রিয়াটি আরও কার্যকর হয়।
যেহেতু মেশিনের বাইরের অংশ বা ভিতরের বাতাসকে গরম করতে ঘণ্টার পর ঘণ্টা সময় লাগে না, তাই প্রতি ব্যাচে ব্যবহৃত বিদ্যুৎের পরিমাণ অনেক কমে যায়। এটা অনেক কার্যকর উপায়; আর কার্বন ফুটপ্রিন্টও কমে যায়।
ব্যবহৃত যন্ত্রপাতি
তীব্র তাপ সহ্য করার জন্য আমরা কোয়ার্টজ আবরণে ঢাকা হ্যালোজেন ফিলামেন্ট ব্যবহার করি। প্রক্রিয়াটি ঠিকমতো চলার জন্য এগুলোকে PID কন্ট্রোলারের সাথে সংযুক্ত করা হয়।
এখানে সাবধান থাকা দরকার। যদি খুব বেশি শক্তি কোনো ছোট এলাকায় প্রয়োগ করা হয়, তাহলে ফিলামেন্টটি নষ্ট হয়ে যাবে। নির্ভুলতাই সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ।
আরেকটি সুবিধা হলো, ইনফ্রারেড ল্যাম্পগুলো বড় আকারের ফার্নেসগুলোর তুলনায় অনেক কম জায়গা দখল করে। আর যখন জিনিসগুলোকে ঠান্ডা করার সময় আসে, তখন প্রক্রিয়াটি নিয়ন্ত্রণ করা আরও সহজ হয়।
অসুবিধাগুলো
তবে সবকিছুই সহজ নয়। এই সিস্টেমগুলো অনেক তাপ উৎপন্ন করে। তাই পুরানো ফার্নেসে ইনফ্রারেড ল্যাম্প ব্যবহার করা যাবে না।
পরিবেশের তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করার জন্য উপযুক্ত কুলিং সিস্টেম প্রয়োজন। যদি কুলিং সিস্টেমটি ঠিকমতো কাজ না করে, তাহলে ল্যাম্পগুলো দ্রুত নষ্ট হয়ে যাবে।
আর হ্যাঁ, অর্থের দিকটাও আছে। কন্ট্রোলার ও সুরক্ষামূলক ব্যবস্থা স্থাপন করতে প্রাথমিকভাবে বেশি খরচ হয়। কিন্তু এর বিনিময়ে মাসিক বিদ্যুৎ খরচ কমে যায় এবং ল্যাবটি আরও কার্যকর হয়। এটা এমন একটি লেনদেন, যা আমরা খুশি মনেই গ্রহণ করি।