深紫外LED消毒，離戰(zhàn)“疫”前線有多遠(yuǎn)？

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(dāng)前的熱點(diǎn)。它是否已經(jīng)在此次疫情中發(fā)揮了重要作用？離產(chǎn)業(yè)化還有多遠(yuǎn)？

深紫外LED嶄露頭角 消毒殺菌優(yōu)勢(shì)明顯

紫外殺菌技術(shù)是醫(yī)學(xué)上最常用和最古老的殺菌技術(shù)之一，迄今為止已有百余年的歷史。據(jù)了解，根據(jù)波長(zhǎng)，紫外波段從長(zhǎng)到短，分為UVA、UVB和UVC，其中深紫外UVC是波長(zhǎng)最短、能量最高的一個(gè)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(cè)實(shí)驗(yàn)室用深紫外殺滅新型冠狀病毒的測(cè)試報(bào)告，但業(yè)內(nèi)不少專業(yè)人士告訴記者，UVC針對(duì)細(xì)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(shí)踐中，對(duì)新型冠狀病毒的UVC滅活劑量，還需要相關(guān)政府部門和科研機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)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(jīng)理段瑞飛介紹說，因?yàn)樯钭贤鈿⒕苯幼饔糜诩?xì)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(diǎn)，幾乎能對(duì)所有的病毒、細(xì)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(shù)應(yīng)用研究員張國華在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時(shí)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(jìn)行殺菌。與傳統(tǒng)的化學(xué)殺菌方式完全不同，它的殺菌過程和效果不會(huì)像化學(xué)反應(yīng)那樣，受到溫度、濃度等因素影響，而且病毒對(duì)紫外線不易產(chǎn)生抗體或耐受性，紫外線殺菌也不會(huì)產(chǎn)生任何副產(chǎn)物，因此紫外線殺菌更加有效、便捷、快速、環(huán)保。

國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長(zhǎng)吳玲告訴《中國電子報(bào)》記者，深紫外LED主要是指波長(zhǎng)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(cè)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(rèn)可的一種方式。此外，深紫外LED在公共衛(wèi)生防疫方面的應(yīng)用前景也受到廣泛關(guān)注。

據(jù)了解，在本次新冠疫情防控中，大致有三類深紫外LED產(chǎn)品用于醫(yī)療及家庭疫情防控。段瑞飛對(duì)記者說，由于紫外線對(duì)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(shè)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(shí)因產(chǎn)品具有充電重復(fù)使用和靈巧性、便攜性等特點(diǎn)，在醫(yī)護(hù)人員個(gè)人的手機(jī)、眼鏡以及紅外線體溫計(jì)、聽診器、血壓計(jì)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(fù)使用消毒時(shí)發(fā)揮了獨(dú)特的作用。三是深紫外LED空氣殺菌凈化類產(chǎn)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(duì)凈化家居空間、公共環(huán)境起到了良好的保障作用。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于初期 還需進(jìn)一步完善成熟

深紫外LED是本世紀(jì)初才發(fā)明的一項(xiàng)技術(shù)，目前還處于產(chǎn)品導(dǎo)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(jìn)一步開展技術(shù)攻關(guān)，促進(jìn)產(chǎn)品盡快完善成熟。且由于產(chǎn)品應(yīng)用和推廣方面受限于殺菌消毒效果不直觀，替換現(xiàn)有低壓汞燈產(chǎn)品又受到技術(shù)發(fā)展階段的限制，所以普及起來并不容易。

張國華認(rèn)為，目前國內(nèi)在研發(fā)及推廣應(yīng)用深紫外LED存在的問題之一是，沒有適用于大規(guī)模生產(chǎn)深紫外LED材料生產(chǎn)的專用設(shè)備，即外延生長(zhǎng)設(shè)備。而深紫外LED電光轉(zhuǎn)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(chǎn)品的電光轉(zhuǎn)化效率基本在4%以下。導(dǎo)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(zhì)量差、光吸收大、電注入效率低、光提取效率低等。他認(rèn)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(fù)旦大學(xué)教授張善端認(rèn)為，現(xiàn)在深紫外LED要想規(guī)?；逃?，務(wù)必先提升產(chǎn)品的性能，最關(guān)鍵的參數(shù)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(dá)到10%以上，才會(huì)真正啟動(dòng)規(guī)模應(yīng)用；輻射效率達(dá)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(jià)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(chǎng)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(jià)格500～1000元。深紫外LED的輻射效率3%，在紫外功率為96W時(shí)，需要電功率3200W，封裝器件成本16萬元，加上光學(xué)、驅(qū)動(dòng)和散熱，估計(jì)要20萬元，成本是低壓汞燈的200～400倍。

深紫外LED的產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)遲遲未出也是影響其前行的因素，“就如同一個(gè)新開放的自由市場(chǎng)，進(jìn)入的人員很多，賣什么的都有，魚目混珠，產(chǎn)品參差不齊，沒有標(biāo)準(zhǔn)的約束是不可想象的，而擺在自由市場(chǎng)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(biāo)準(zhǔn)盡快出臺(tái)?！睆垏A表示。

認(rèn)知得到大幅提升 把握機(jī)遇實(shí)現(xiàn)突破

深紫外LED的生產(chǎn)過程中不采用汞作為發(fā)光材料，屬于無汞環(huán)保產(chǎn)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(jìn)行，這為深紫外LED發(fā)展提供了巨大的發(fā)展機(jī)遇。吳玲表示，此次疫情的發(fā)展，讓大眾對(duì)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(yīng)用場(chǎng)景和產(chǎn)品設(shè)計(jì)方向。

張善端表示，深紫外LED作為L(zhǎng)ED家族制造難度非常大的一個(gè)門類，需要國家繼續(xù)支持解決關(guān)鍵技術(shù)問題，鞭策企業(yè)開發(fā)出高輻射效率的產(chǎn)品。如果深紫外LED的效率能做到10%以上，應(yīng)用會(huì)逐漸擴(kuò)大，特別在食品、小型飲用水設(shè)備上，形成技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)應(yīng)用擴(kuò)大，從而再推動(dòng)技術(shù)繼續(xù)進(jìn)步的良性循環(huán)。張國華告訴記者，作為一項(xiàng)新興的技術(shù)，市場(chǎng)的需求是技術(shù)發(fā)展的最大驅(qū)動(dòng)力和加速器。目前生產(chǎn)企業(yè)傳來的好消息是產(chǎn)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(jī)構(gòu)應(yīng)緊緊抓住人們對(duì)消毒產(chǎn)品和衛(wèi)生產(chǎn)品需求巨大的機(jī)會(huì)，利用一切可以利用的資源，實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，將深紫外LED做大做強(qiáng)。

段瑞飛給出了產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)的具體措施，他認(rèn)為，以下三點(diǎn)是深紫外LED取得進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵：一是加大技術(shù)攻關(guān)力度，從紫外LED產(chǎn)業(yè)的源頭，層層突破，把產(chǎn)品的性能、可靠性等持續(xù)提升，逐步滿足各種應(yīng)用的需求，解決產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)瓶頸。

二是加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)部的交流協(xié)作，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條上下游企業(yè)通力合作，讓深紫外LED這個(gè)半導(dǎo)體光電領(lǐng)域的新制高點(diǎn)做到針對(duì)任何疫情病毒“來之能戰(zhàn)，戰(zhàn)之能勝”。

三是及時(shí)完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ，由研發(fā)機(jī)構(gòu)、企業(yè)、聯(lián)盟等牽頭，布局標(biāo)準(zhǔn)化體系，逐步構(gòu)建匹配深紫外LED規(guī)模市場(chǎng)的新的標(biāo)準(zhǔn)化體系，填補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)化空白，為產(chǎn)業(yè)未來的健康發(fā)展提供長(zhǎng)久的動(dòng)力和支持。
作為產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的負(fù)責(zé)人，吳玲希望廣大相關(guān)從業(yè)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)，能積極參與聯(lián)盟工作，既要把握當(dāng)下，又要立足長(zhǎng)遠(yuǎn)，在開拓市場(chǎng)的同時(shí)，加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)與跨領(lǐng)域合作，以應(yīng)用為導(dǎo)向，形成全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，提高產(chǎn)品品質(zhì)，降低成本，為社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，繼續(xù)為公共安全防疫、為大眾美好生活貢獻(xiàn)LED人的一份力量。針對(duì)疫情防控物資及科技的緊急需求，她建議相關(guān)企業(yè)本著科學(xué)、理智的態(tài)度，有條件的企業(yè)要根據(jù)自身特點(diǎn)，積極而審慎地開展相關(guān)紫外消毒、紅外測(cè)溫產(chǎn)品以及自動(dòng)化生產(chǎn)裝備、智能產(chǎn)品的研發(fā)和使用。