GCA:ガラスキャピラリーアレイをフィルターとして使用する
ガラスキャピラリーアレイがフィルターとして機能する仕組み
GCAのフィルタリング機構は純粋に物理的なもので、サイズ排除に基づいています。インタラクティブシミュレーションで示されているように、様々なサイズの粒子がGCAに近づくと、次のような現象が発生します。
- 穴の直径よりも小さい粒子は妨げられることなく通過する
- 穴の直径より大きい粒子はブロックされ跳ね返る
- 濾過効率は絶対的であり、特大粒子が突破される統計的確率はない。
この決定論的な動作により、GCA は、一貫性と信頼性の高いろ過性能を必要とするアプリケーションにとって特に価値のあるものになります。
GCAろ過の主な利点
- 正確なサイズカットオフ：孔径分布を持つメンブレンフィルターとは異なり、GCAは非常に均一な孔径で製造できます。
- 高流量：ストレートスルーキャピラリー設計により圧力損失を最小限に抑えます
- 耐薬品性：ガラス構造により優れた耐薬品性を実現
- 熱安定性：ポリマー膜が機能しなくなる高温でも動作可能
- 清掃性：滑らかなガラス表面により、効果的な清掃と再生が可能
500nm～10μmの穴サイズに対応する重要なアプリケーション
500nm ～ 10μm の範囲は、正確な粒子制御が不可欠な多くの高価値アプリケーションに最適です。
1. 半導体製造とEUVリソグラフィー
用途：先進的なマイクロチップ製造のための極端紫外線（EUV）リソグラフィー
このサイズ範囲が重要な理由:
- 現代の半導体ノード（5nm、3nmプロセス）は粒子汚染に非常に敏感である。
- たった50nmの粒子でも、数千ドルの価値があるマイクロチップに致命的な欠陥を引き起こす可能性がある。
- EUVフォトレジストと洗浄剤はサブミクロンレベルでろ過する必要がある
具体的な使用例:
- プロセスガスろ過：化学蒸着（CVD）およびエッチングプロセスで使用されるガスから粒子を除去します
- 化学ろ過：ウェーハ処理用の超高純度洗浄溶剤には、100～500nmレベルのろ過が必要です。
- クリーンルーム空気ろ過：HEPAフィルターは大きな粒子を処理しますが、GCAは重要なプロセスの使用ポイントでのろ過を提供できます。
経済的影響：半導体工場では、たった一度の汚染発生で数百万ドル規模の生産損失が発生する可能性があります。500nm～2μmの穴径を持つGCAは、このような高額な故障を防ぐのに必要な精度を提供します。
2. バイオテクノロジーと医薬品への応用
用途：細胞分離、滅菌濾過、バイオプロセス
このサイズ範囲が重要な理由:
- 細菌の大きさは通常0.5～5μmの範囲です
- 酵母細胞は通常3～8μm
- 哺乳類細胞は10～30μmの範囲
- ウイルスは通常20～300nm
3. 分析および研究アプリケーション
用途：サンプル調製、粒子サイズ分析、研究
具体的な使用例:
- 細胞選別：異なる細胞の種類をサイズに基づいて正確に分離する
- 粒子サイズ標準：較正のための単分散粒子集団の作成
- 環境モニタリング：空気中または水中の粒子のサイズ選択サンプリング
- ナノテクノロジー研究：ナノ粒子をサイズ別に分離して特性評価する
製造精度：SZPhotonの優位性
現代の GCA 製造技術は驚くべき精度を実現します。
- 最小穴サイズ：SZPhotonでは500nm（0.5μm）まで対応可能
- サイズの均一性：変動係数は通常5％未満
- アスペクト比：長さと直径の比が100:1以上
- 穴密度：1平方センチメートルあたり数百万個の穴
この精密な製造により、インタラクティブ シミュレーションで実証された決定論的なフィルタリング動作が可能になります。