자동화와 디지털화, 인공지능(AI), 로봇공학, 미세유체공학, 맞춤형 의학의 활용이 미래의 실험실을 형성할 것입니다. 나노소재, 스마트 소재, 초전도체 등 혁신적인 소재 기술도 마찬가지로 중요한 역할을 합니다. 초전도체 기술을 사용하면 물체와 유체를 비접촉식으로 이동하고 처리할 수 있습니다. 이것은 실험실과 생명공학 분야에서 멸균되고 안전한 작업에 이상적입니다.
다음과 같은 작업 장비가 있더라도 향후 실험실 프로세스가 오염되지 않도록 어떻게 유지합니까? 예를 들어 시험관이나 저울을 외부에서 작업장으로 가져올 수 있습니까? Festo는 초전도체 기술을 사용하여 이 질문에 대한 선구적인 답을 찾았습니다. 바로 접촉 없이 운반하고 무게를 측정하는 SupraMotion 모듈입니다. 이것은 외부로부터 오염물질이 유입될 가능성을 크게 낮춥니다. Festo의 전시회에서는 이것이 실제로 어떻게 작동하는지 보여줍니다. 특수 일회용 동결건조 용기가 자동으로 채워지고 비접촉식 저울을 사용하여 충전량을 확인합니다. 이번 전시회는 LifeTech 포트폴리오의 제품과 "SupraMotion" 제품군의 부상 모듈을 결합합니다. 그 결과 미래 실험실의 멸균 작업에 대한 가장 높은 요구 사항을 충족하는 프로세스 신뢰성이 높은 종합 솔루션이 탄생했습니다.
초전도체와 탱크가 운반되는 운반체 사이의 자기력은 10mm 이상의 공중 부양 높이를 가능하게 합니다. 이로 인해 무균 작업 환경을 둘러싸는 파티션을 위한 충분한 공간이 남습니다. 표준 실험실 저울을 사용하여 중량을 조절하는 것처럼 캐리어는 벽을 통해 이동할 수 있습니다. 이는 대부분의 기술이 클린룸 외부에 남아 있음을 의미합니다. 모든 종류의 오염은 절대적인 최소 수준으로 감소됩니다. 미래의 컨셉은 실험실 자동화와 생명공학의 까다로운 공정을 위한 Festo의 자동화 솔루션이 혁신적인 초전도체 기술로 서로를 완벽하게 보완한다는 것을 보여줍니다.
SupraMotion의 비접촉 부동 모듈은 잠금 장치를 통해 동결 건조 용기를 기호로 표시된 실험실 클린룸으로 운반합니다. 실험실 자동화를 위해 특수 개발된, 보편적으로 적용 가능한 소형 회전 그리퍼 모듈 EHMD는 나사산 피치에 관계없이 탱크의 나사 캡을 엽니다. 그런 다음 두 개의 VTOE 주입 헤드가 탱크에 액체를 채우는 스테이션으로 탱크를 운반됩니다. 이러한 투여 헤드는 10~1000μl 범위에서 1% 미만의 일반적인 변동 계수로 매우 정밀하게 작동합니다. 컨베이어 시스템에 통합된 비접촉식 측정 기술 덕분에 공정 중 언제든지 충전량을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
“SupraMotion 모듈과 실험실 자동화용 제품을 통해 우리는 생명과학 분야 고객을 위한 혁신적인 종합 솔루션을 설계할 수 있습니다. 비접촉식 처리 덕분에 정확하고 안정적이며 오염이 거의 없습니다. Festo만이 미래의 실험실에 이러한 이점을 제공할 수 있습니다.”
초전도체는 독특한 자기적 성질을 지닌 물질이다. SupraMotion 응용 분야에 사용되는 초전도체는 영구 자석의 자기장을 내부에 고정시켜 강력하지만 눈에 보이지 않는 결합을 생성하여 자석과 초전도체를 서로 고정되고 정의된 거리에 유지됩니다. 벽, 액체 또는 진공에서도 가능합니다. 10mm 이상의 부동 간격이 가능합니다. 초전도체가 이 전이 온도 아래에 있는 한, 초전도체의 자기 기억은 초전도체와 자석이 서로 분리되는 경우에도 자석 지문과 그 위치를 저장합니다.
이 기술은 부상 높이 및 지지 하중에 상관없이 낮은 전력 요구 사항이 특징입니다. 현재 냉각기의 전력 요구 사항은 응용 분야에 따라 15~80와트 사이입니다. 플로팅 효과는 정전 시 최대 15분간 지속되며, 별도의 제어 기술이 필요하지 않으며, 표면이나 플로팅 모듈이 과열되지 않습니다.
이러한 장점으로 인해 초전도체는 미래의 스마트 실험실에서 효율성과 안전성을 높이는 데 중요한 기여를 합니다.
저자 소개
Michael Schöttner
SupraMotion Projects
Festo SE & Co. KG