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深度紫外线LED技术,用于公共卫生和净化

11月17日,2020年
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新的冠状病毒SARS-COV-2(以前称为2019-NCOV)导致2019年冠状病毒病(Covid-19),现在正在全世界肆虐。世界正在特别注意寻找战斗这种新型冠状病毒的方法。这包括固态照明和能量电子中心(SSLEEC)和加州大学圣巴巴拉的成员公司。研究人员,有开发紫外线发光二极管(LED),以便能够去除物体的表面---潜在的空气和水 - 通过暴露于SARS-COV-2来污染。


博士学位,博士学位Santa Barbara加州加州大学材料研究员表示,“主要应用中的一个是医疗领域---消毒HVAC系统中的个人防护装备,表面和地板。”他的工作侧重于促进使用深紫色LED技术进行公共健康和净化。他补充说,在医学领域,UV-C消毒产品的市场已经很小。爱游戏ayxdota2


实际上,人们开始注意紫外线对这种新型冠状病毒的灭活效果。作为一种技术,紫外线消毒已经存在一段时间。虽然实用,但尚未显示在大规模上防止SARS-COV-2的扩散的效果。紫外线有许多前景:SSLEEC成员公司首尔半导体在4月初报道紫外线LED产品爱游戏ayxdota2“在30秒内将SARS-COV-2消毒99.9%。”他们的技术目前正在汽车中用于消毒未使用的车辆内部UV LED灯


值得注意的是,并非所有UV波长都是一样的。紫外A(UV-A)和紫外线B(UV-B)具有重要用途。在地球上,它们主要从太阳的光线获得,但紫外线C(UV-C)相对较少,用于净化空气,UV是水和灭活微生物的首选。UV-C只能通过手动过程生产。


Zollner表示,“UV-C在260至285nm的范围内,与当前的消毒技术最相关,对人体皮肤也有害。因此,它目前主要用于在没有人的环境中消毒。”事实上,世界卫生组织(世卫组织)警告使用紫外线消毒灯来消毒手或其他地区的皮肤。甚至短暂暴露于UV-C光可能会导致灼伤和眼睛损坏。

在Covid-19流行病爆发之前,SSLEEC的材料科学家已经研究了UV-C LED技术。电磁频谱的该区域是固态照明中的相对较新的前沿。Zollner认为,UV-C通常由汞蒸汽灯产生,“它需要许多技术进步,使UV LED在效率,成本,可靠性和使用寿命方面实现其潜力。”

UVA LED系列

在一项新的研究中,来自SSLEEC的研究人员提出了更优雅的制造高质量深紫色(UV-C)LED的方法,这涉及在碳化硅(SiC)铝镓(AlGaN)膜上的半导体合金氮化物沉积与更广泛使用的蓝宝石衬底不同。最近在ACS Photonics的杂志中发表了相关的研究结构,其中纸张标题“AlGaN深紫外发光二极管在SiC基材上生长”。


Zollner认为,与使用蓝宝石相比,使用碳化硅作为基材可以更有效地在高质量的UV-C半导体材料中更有效地体现。他解释说,这是因为这些材料的原子结构非常紧密地匹配。


他说,“根据一般经验,彼此彼此相似的基板和半导体膜更相似,获得高质量材料的更容易。”质量越好,LED的效率和性能越好。蓝宝石在结构上不同,无瑕疵和未对准材料的生产通常需要复杂的额外步骤。Zollner表示,碳化硅不是完美的匹配,但没有昂贵的额外步骤可以实现高质量。


另外,根据Zollner,碳化硅比“理想”氮化铝基板便宜得多,使得大规模生产更容易。

当这些研究人员开发了他们的UV-C LED技术时,便携式快速的水消毒是他们考虑的主要应用之一;该二极管的耐用性,可靠性和紧凑的形状因子比世界上的耐用性更低。欠发达的水触发区域变化。

Covid-19流行病的出现增加了另一级申请。通过寻找全世界这种疾病的疫苗,药物和治疗,消毒,去污和隔离是我们可以保护自己的少数武器,这些解决方案将需要在全球范围内促进。Zollner表示,除了用于水卫生的UV-C之外,UV-C还可以集成到当前没有人时打开的系统中。


他说:“这将提供低成本和方便的方法,而无需使用化学品,以消毒公共,零售,个人和医疗地点。”

但现在,我们需要耐心等待,因为Zollner和他的同事正在等待流行病的结束。在加州大学圣巴巴拉,为了尽量减少人与人之间的联系,这一领域的研究进展已经放缓。

他说,“一旦加州大学圣巴巴拉简历开展的研究活动,我们的下一步就是继续改善我们的AlGaN / SIC平台,希望能够生产世界上最有效的UV-C发射器。”