Salas blancas en nanotecnología
En el post de hoy, queremos enfocarnos al uso de salas limpias orientadas a nanotecnología. Queremos hacer un recorrido desde la explicación más básica a las virtudes de la utilización de las mismas.
El uso de la nanotecnología se ha extendido a varias industrias, como las de semiconductores, fotónica y farmacéutica. Estas aplicaciones suelen implicar procesos de fabricación delicados, que requieren condiciones ultralimpias libres de polvo, humos y otras impurezas que podrían adherirse a las superficies de los componentes y comprometer la eficacia de la producción y la fiabilidad de las pruebas.
¿Qué son las salas blancas?
Las salas limpias son entornos cuidadosamente diseñados, libres de contaminantes y partículas de aire que puedan obstaculizar las pruebas y la fabricación de productos.
Las salas blancas permiten realizar pruebas y producciones precisas en un entorno extremadamente higiénico en una amplia gama de sectores, contribuyendo al cumplimiento de requisitos de control y seguridad de alta calidad. Pueden utilizarse en un amplio espectro de aplicaciones, como la investigación, la producción, la garantía de calidad, el envasado y la entrega.
A medida que el aire fluye por el sistema de extracción de estas salas, los filtros de alta eficacia capturan y eliminan de forma segura los contaminantes de polvo. Permanentes y flexibles son los dos tipos de salas blancas. Las salas blancas flexibles ofrecen las mismas ventajas operativas que los entornos permanentes, pero en una configuración más personalizable y rentable.
Características principales del diseño de una sala blanca
Para que la sala blanca sea reconocida como de alta calidad y funcione correctamente, deben estar presentes varias características.
El sistema de filtración de partículas de aire de alta eficiencia (HEPA) atrapa las partículas de tamaños superiores a 0,3 μm. Los filtros HEPA purifican todo el aire que entra en una sala blanca eliminando con éxito casi todos los contaminantes transportados por el aire.
Se utilizan superficies pulidas y lisas para reducir la acumulación de contaminantes. Deben mantenerse normas estrictas de lavado y vestido para evitar la contaminación externa.
La legislación y las organizaciones gubernamentales determinan el tipo y el número de partículas aceptables en función del sector y de las medidas de protección necesarias. Cuantas menos partículas se permitan, mayor será el nivel de limpieza dentro de la sala blanca.
Investigación en nanotecnología
Todos los aspectos del flujo de trabajo de un proyecto deben tenerse en cuenta en la primera fase del diseño de una sala blanca. Es crucial darse cuenta de que algunos experimentos requieren entornos más controlados que otros; la nanociencia y la nanotecnología suelen exigir unos estándares de sala blanca extremadamente elevados.
La humedad y la temperatura son factores importantes en muchas aplicaciones nanotecnológicas. Para garantizar unas condiciones de funcionamiento perfectas, todas las salas estériles utilizadas para aplicaciones nanotecnológicas deben disponer de un control de la humedad y la temperatura.
Las salas blancas modulares son muy populares en nanotecnología porque proporcionan un control excepcional de la contaminación y el medio ambiente, a la vez que permiten flexibilidad de construcción y reconfiguración.
Requisitos de la nanociencia y la nanotecnología
Se necesitan entornos estériles para numerosas técnicas de nanoanálisis, como la microscopía electrónica de barrido, la microscopía óptica de barrido de campo cercano, la microscopía de fuerza atómica y el haz de iones focalizado. Estas técnicas de nanoanálisis requieren una precisión y exactitud extremas para que la caracterización de nanomateriales sea valiosa.
Las nanopartículas son muy reactivas debido a su menor superficie. Pueden reaccionar fácilmente con las partículas de aire y los contenedores y afectar a los resultados de la caracterización. Para que los resultados sean precisos, es necesario que el aire filtrado esté libre de partículas y contenciones durante los ensayos y la caracterización de los nanomateriales.
A medida que avanza la nanotecnología, los laboratorios tradicionales deben evolucionar para estar a la altura. Las salas blancas son sólo un componente crítico para la innovación en la investigación. Por ejemplo, se necesita un laboratorio sofisticado para desarrollar membranas que eliminen el CO2 del sistema de escape, fotocatálisis para procedimientos más limpios o células solares más eficaces. Un laboratorio así requiere equipos de vanguardia y entornos controlados.
Las características silenciosas también son un componente crítico de las salas blancas de alto rendimiento. Entre ellas se incluyen factores ecológicos como el bajo consumo de energía, así como sistemas como la filtración de partículas de alta eficacia y unidades de filtración por ventilador para producir aire muy filtrado.
El control de la temperatura y los mecanismos de entrada con enclavamiento también ayudan a mantener la sala blanca en un entorno estable y aislado.
Otras características incluidas en el diseño de salas blancas de nanotecnología son los bancos limpios y las cubiertas de flujo laminar y longitudinal.
Ejemplos operativos
Existen salas blancas de nanotecnología que constituyen entornos punteros para la investigación en nanociencia. Su objetivo es ser una instalación de fabricación de primer orden, que permita la investigación de vanguardia e impulse la innovación en nanotecnología y ciencias de los materiales.
Las instalaciones cuentan con una sala blanca con certificación ISO y una variedad de tecnologías de vanguardia para satisfacer todas las necesidades de la nanofabricación, como la fotolitografía y la litografía por haz electrónico, el nanorrevestimiento, el grabado húmedo y seco, el posprocesamiento y la caracterización.
La necesidad de salas blancas para nanotecnología
Los contaminantes, como las partículas del aire, pueden reducir directamente la productividad; sin embargo, una sala blanca aísla el producto de los contaminantes que podrían contaminarlo y hacer que se desechara al probarlo.
También existe la necesidad de que los operadores de salas blancas puedan conseguir opciones a pequeña escala que sean tan eficaces como las unidades más grandes para las puestas en marcha a nanoescala. Los fabricantes intentan reducir al máximo los costes operativos para proteger su inversión de capital para la fabricación, pero sin sacrificar la calidad.
En el futuro, habrá que hacer más hincapié en permitir que las instituciones más pequeñas establezcan instalaciones de salas blancas rentables, de modo que la fabricación de productos de alta calidad y libres de contaminantes no quede restringida a quienes disponen de organizaciones más grandes.
La importancia y las capacidades de las salas blancas para la fabricación y la experimentación nanotecnológica no harán más que crecer. Casi todos los sectores, desde la producción agrícola hasta el desarrollo farmacéutico y la aviación, necesitan instalaciones reguladas.
A medida que las industrias evolucionen, se necesitarán instalaciones precisas y eficientes. Las salas blancas son una opción deseable, si no crítica, ya que ofrecen lugares configurables y rentables que no requieren recursos internos.
Desde Isobox Systems, animamos a las empresas que hacen uso de nanotecnología, a considerar, al menos, la posible implementación de salas limpias en el entorno de trabajo.