深紫外LED消毒，離戰(zhàn)“疫”前線有多遠？

新冠疫情讓“消毒”成為高頻詞匯，75%濃度的酒精、84消毒液、免洗洗手液等消毒方式一次次被提及。而深紫外（UVC）LED作為新的消毒方式，也一躍成為當前的熱點。它是否已經在此次疫情中發(fā)揮了重要作用？離產業(yè)化還有多遠？

深紫外LED嶄露頭角 消毒殺菌優(yōu)勢明顯

紫外殺菌技術是醫(yī)學上最常用和最古老的殺菌技術之一，迄今為止已有百余年的歷史。據了解，根據波長，紫外波段從長到短，分為UVA、UVB和UVC，其中深紫外UVC是波長最短、能量最高的一個波段。在紫外波段里，具有直接殺菌消毒能力的波段就是UVC。

盡管在此次疫情中尚無第三方檢測實驗室用深紫外殺滅新型冠狀病毒的測試報告，但業(yè)內不少專業(yè)人士告訴記者，UVC針對細菌和病毒的脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）有高效的殺滅作用，而新型冠狀病毒屬于RNA病毒。在實踐中，對新型冠狀病毒的UVC滅活劑量，還需要相關政府部門和科研機構的進一步實驗才能明確，目前一般參照非典（SARS）病毒的滅活劑量。

中科潞安紫外光電科技有限公司副總經理段瑞飛介紹說，因為深紫外殺菌直接作用于細菌、病毒等病原微生物的DNA、RNA，因此，具有極佳的廣譜殺菌特點，幾乎能對所有的病毒、細菌微生物起到滅殺作用，效率非常高。

青島杰生電氣有限公司的創(chuàng)始人、工程技術應用研究員張國華在接受《中國電子報》記者采訪時表示，深紫外殺菌是一種物理破壞過程，也就是說它采用物理方式進行殺菌。與傳統(tǒng)的化學殺菌方式完全不同，它的殺菌過程和效果不會像化學反應那樣，受到溫度、濃度等因素影響，而且病毒對紫外線不易產生抗體或耐受性，紫外線殺菌也不會產生任何副產物，因此紫外線殺菌更加有效、便捷、快速、環(huán)保。

國家半導體照明工程研發(fā)及產業(yè)聯(lián)盟理事長吳玲告訴《中國電子報》記者，深紫外LED主要是指波長在280 nm以下的紫外光LED，它主要用在水和空氣的凈化、殺菌消毒以及生物探測等方面。吳玲表示，在此次新冠狀病毒的疫情防控工作中，紫外LED殺菌消毒是被廣泛認可的一種方式。此外，深紫外LED在公共衛(wèi)生防疫方面的應用前景也受到廣泛關注。

據了解，在本次新冠疫情防控中，大致有三類深紫外LED產品用于醫(yī)療及家庭疫情防控。段瑞飛對記者說，由于紫外線對人眼和皮膚有一定傷害，因此，它主要用在環(huán)境和物品表面的消毒。一是表面殺菌消毒用具，如深紫外LED多功能殺菌儀，可用于各類公共設施、器具表面殺毒。二是生活類便攜式殺菌器具，如深紫外LED便攜式殺菌棒、深紫外LED殺菌盒，同時因產品具有充電重復使用和靈巧性、便攜性等特點，在醫(yī)護人員個人的手機、眼鏡以及紅外線體溫計、聽診器、血壓計袖套等物品消毒中廣受歡迎，在家庭生活中，便攜式殺菌盒在口罩重復使用消毒時發(fā)揮了獨特的作用。三是深紫外LED空氣殺菌凈化類產品，如深紫外LED殺菌加濕器、除濕器、壁掛式紫外線消毒殺菌器對凈化家居空間、公共環(huán)境起到了良好的保障作用。

產業(yè)發(fā)展處于初期 還需進一步完善成熟

深紫外LED是本世紀初才發(fā)明的一項技術，目前還處于產品導入初期，輻射功率、輻射效率、壽命等方面都不盡如人意，還需進一步開展技術攻關，促進產品盡快完善成熟。且由于產品應用和推廣方面受限于殺菌消毒效果不直觀，替換現有低壓汞燈產品又受到技術發(fā)展階段的限制，所以普及起來并不容易。

張國華認為，目前國內在研發(fā)及推廣應用深紫外LED存在的問題之一是，沒有適用于大規(guī)模生產深紫外LED材料生產的專用設備，即外延生長設備。而深紫外LED電光轉換效率過低也是制約其發(fā)展的瓶頸之一。段瑞飛告訴記者，UVC波段深紫外LED商業(yè)化產品的電光轉化效率基本在4%以下。導致這一問題從根本上來說是材料限制了發(fā)光效率，主要因素包括外延材料質量差、光吸收大、電注入效率低、光提取效率低等。他認為，從材料入手是解決深紫外LED問題的根本，深紫外LED效率提升的空間還很大，需要大量研發(fā)工作的支撐。

復旦大學教授張善端認為，現在深紫外LED要想規(guī)?；逃?，務必先提升產品的性能，最關鍵的參數是輻射效率，10%是第一道門檻。只有商用深紫外LED的輻射效率達到10%以上，才會真正啟動規(guī)模應用；輻射效率達到20%，具備替代低壓汞燈的能力。他給記者算了一筆賬，深紫外LED的輻射效率太低，只有低壓汞燈的1/10，而單位電功率的價格為低壓汞燈的20倍，所以要獲得相同的輻射功率，深紫外LED的成本是低壓汞燈的200倍，在大功率殺菌場合完全無法使用。他舉例說，電功率為320W的低壓汞燈，輻射效率30%，紫外功率96W，價格500～1000元。深紫外LED的輻射效率3%，在紫外功率為96W時，需要電功率3200W，封裝器件成本16萬元，加上光學、驅動和散熱，估計要20萬元，成本是低壓汞燈的200～400倍。

深紫外LED的產品行業(yè)標準遲遲未出也是影響其前行的因素，“就如同一個新開放的自由市場，進入的人員很多，賣什么的都有，魚目混珠，產品參差不齊，沒有標準的約束是不可想象的，而擺在自由市場門口的公平秤是保證優(yōu)勝劣汰的有效方式。因此，期望行業(yè)標準盡快出臺?！睆垏A表示。

認知得到大幅提升 把握機遇實現突破

深紫外LED的生產過程中不采用汞作為發(fā)光材料，屬于無汞環(huán)保產品，符合聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署制定的《水俁公約 》條款。我國作為《水俁公約》主要締約國之一，積極踐行公約規(guī)定，禁汞步伐有序進行，這為深紫外LED發(fā)展提供了巨大的發(fā)展機遇。吳玲表示，此次疫情的發(fā)展，讓大眾對深紫外LED的公共衛(wèi)生安全防疫方面有了更深入的了解，也讓行業(yè)發(fā)掘了更多的應用場景和產品設計方向。

張善端表示，深紫外LED作為LED家族制造難度非常大的一個門類，需要國家繼續(xù)支持解決關鍵技術問題，鞭策企業(yè)開發(fā)出高輻射效率的產品。如果深紫外LED的效率能做到10%以上，應用會逐漸擴大，特別在食品、小型飲用水設備上，形成技術進步促進應用擴大，從而再推動技術繼續(xù)進步的良性循環(huán)。張國華告訴記者，作為一項新興的技術，市場的需求是技術發(fā)展的最大驅動力和加速器。目前生產企業(yè)傳來的好消息是產品訂單大幅增加，因此，深紫外LED的上下游企業(yè)和研發(fā)機構應緊緊抓住人們對消毒產品和衛(wèi)生產品需求巨大的機會，利用一切可以利用的資源，實現快速發(fā)展，將深紫外LED做大做強。

段瑞飛給出了產業(yè)做大做強的具體措施，他認為，以下三點是深紫外LED取得進一步發(fā)展的關鍵：一是加大技術攻關力度，從紫外LED產業(yè)的源頭，層層突破，把產品的性能、可靠性等持續(xù)提升，逐步滿足各種應用的需求，解決產業(yè)的基礎技術瓶頸。

二是加強行業(yè)內部的交流協(xié)作，整個產業(yè)鏈條上下游企業(yè)通力合作，讓深紫外LED這個半導體光電領域的新制高點做到針對任何疫情病毒“來之能戰(zhàn)，戰(zhàn)之能勝”。

三是及時完善行業(yè)標準 ，由研發(fā)機構、企業(yè)、聯(lián)盟等牽頭，布局標準化體系，逐步構建匹配深紫外LED規(guī)模市場的新的標準化體系，填補標準化空白，為產業(yè)未來的健康發(fā)展提供長久的動力和支持。
作為產業(yè)聯(lián)盟的負責人，吳玲希望廣大相關從業(yè)企業(yè)和研究機構，能積極參與聯(lián)盟工作，既要把握當下，又要立足長遠，在開拓市場的同時，加強技術攻關與跨領域合作，以應用為導向，形成全產業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，提高產品品質，降低成本，為社會提供優(yōu)質產品，繼續(xù)為公共安全防疫、為大眾美好生活貢獻LED人的一份力量。針對疫情防控物資及科技的緊急需求，她建議相關企業(yè)本著科學、理智的態(tài)度，有條件的企業(yè)要根據自身特點，積極而審慎地開展相關紫外消毒、紅外測溫產品以及自動化生產裝備、智能產品的研發(fā)和使用。