Technologie supravodičů: Bezkontaktní práce v laboratoři budoucnosti

Festo SupraMotion 2024: SupraMotion 2024: Otevírání, zavírání, plnění a vážení v čisté místnosti. / Festo SupraMotion 2024: SupraMotion 2024: Opening, closing, filling and weighing in the cleanroom.

Festo SupraMotion 2024: Vjezd do čisté místnosti: Bezkontaktní levitační modul od SupraMotion posouvá kontejner na sušení zmrazením do symbolizované čisté místnosti.

Technologie supravodčíků umožňuje bezkontaktní pohyb a manipulaci s objekty – ideální pro high-tech odvětví jako je laboratořová automatizace nebo biotechnologie. Na veletrhu Hannover Messe představuje Festo koncept plně automatizovaného plnění a vážení mrazuvzdorných nádob v čistém prostředí. Díky SupraMotion plovoucím modulům a produktům z portfolia Festo pro automatizaci v laboratořích lze splnit nejvyšší požadavky na čištění a čistotu.

„Udržovat procesy v laboratoři bez kontaminace není jednoduché,“ říká Michael Schöttner, vedoucí projektů SupraMotion ve Festo. „Obzvlášť problematické jsou používané pracovní prostředky, například zkumavky nebo měřicí zařízení, jako je váha. Ty jsou do pracovního prostoru vnášeny zvenčí a mohou zavléct nečistoty. To můžeme s našimi SupraMotion moduly do značné míry eliminovat, protože je transportujeme a vážíme bezkontaktně.“ V exponátu jsou automaticky plněny speciální jednorázové mrazuvzdorné nádoby a množství je kontrolováno bezkontaktní váhou. Používají se jak produkty z portfolia LifeTech od Festo, tak i levitující modul z oblasti „SupraMotion“. Vše dohromady tvoří bezpečné celkové řešení, které splňuje nejvyšší požadavky na čištění a čistotu.

Magnetické síly mezi supravodičem a nosičem, na kterém jsou nádoby transportovány, umožňují levitaci ve výškách 10 milimetrů a více. To ponechává dostatek prostoru pro oddělovací stěny, které obklopují sterilní pracovní prostředí. Pohyb nosiče je možný skrz stěny, stejně jako kontrola hmotnosti běžnou laboratorní váhou. Tím zůstává většina techniky mimo čisté prostředí; kontaminace jakéhokoliv druhu se minimalizuje. „Naším konceptem ukazujeme, jak můžeme spojit naši inovativní supravodivou technologii s našimi řešeními pro automatizaci v oblasti životních věd a tím zvládnout i ty nejnáročnější výzvy v laboratořové automatizaci,“ říká Michael Schöttner.

Otevírání, zavírání, plnění a vážení v čistém prostředí

Bezkontaktní levitující modul SupraMotion přivádí mrazuvzdornou nádobu do symbolického čistého prostředí. Univerzálně použitelný, kompaktní otočný modul EHMD, speciálně navržený pro automatizaci laboratoří, otevírá šroubovací uzávěr nádoby nezávisle na závitu. Poté je nádoba přemístěna na další stanici, kde dva dávkovací kohoutky VTOE napouštějí nádobu tekutinou. Tyto dávkovací kohoutky pracují velmi přesně s typickým koeficientem variace méně než 1 % v rozsahu od 10 do 1000 μl. Množství lze během procesu přesně kontrolovat pomocí integrované bezkontaktní váhy v přepravním systému.

„S našimi SupraMotion moduly a produkty pro laboratořovou automatizaci můžeme vytvářet inovativní komplexní řešení pro zákazníky z oblasti životních věd – přesná, spolehlivá a do značné míry bezkontaminující díky bezkontaktní manipulaci. To nabízí pouze Festo,“ říká Marcus Kroll, vedoucí rozvoje podnikání LifeTech ve Festo. Zájemci o aplikace si na požádání mohou nechat připravit řešení šité na míru svým potřebám.

O supravodivé magnetické levitaci

Supravodiče jsou materiály s jedinečnými magnetickými vlastnostmi. Supravodič používaný v aplikacích SupraMotion dokáže ukotvit magnetické pole permanentního magnetu uvnitř sebe, čímž vzniká silné, ale neviditelné spojení, které udržuje magnet a supravodič v pevné a definované vzdálenosti – dokonce i skrz stěny, v kapalinách nebo ve vakuu. Levitace ve výškách 10 mm a více je možná. Pokud zůstane pod teplotou skoku, magnetická paměť supravodiče uchovává otisk magnetu a jeho pozici i po oddělení obou komponentů.“

Tato technologie se vyznačuje nízkou spotřebou energie, která je nezávislá na výšce levitace a nosnosti – výkonové požadavky jsou při použití aktuálních chladičů podle aplikace mezi 15 a 80 watty. Efekt levitace vydrží až 15 minut po výpadku proudu, nevyžaduje samostatnou regulační techniku a nezpůsobuje zahřívání povrchů a levitujících modulů.