美國加州大學圣塔芭芭拉分校加緊研發(fā)UV LED以對抗病毒

據(jù)美國約翰斯·霍普金斯大學疫情實時監(jiān)測系統(tǒng)顯示，截至美東時間4月20日下午6時，美國已至少有新冠病毒感染病例782159例，包括死亡病例41816例。面對來勢洶洶的新冠病毒，加州大學圣巴巴拉分校的固態(tài)照明和能源電子中心(SSLEEC)和成員公司正在加緊開發(fā)UV LED，以對抗病毒的威脅。

研究人員通過在碳化硅（SiC）襯底上沉積半導體合金AlGaN薄膜來制備更高質量的UV LED，這與目前廣泛使用的藍寶石襯底不同。

克里斯·佐爾納（Christian Zollner，從事該UV LED項目的博士生研究人員之一）表示，與藍寶石相比，使用碳化硅作為襯底能夠更有效地生長出高質量的UVC半導體材料，因為碳化硅的原子結構與與AlGaN的原子結構非常匹配。他說:“一般來說，襯底和薄膜的結構(原子晶體結構)越相似，就越容易獲得高質量的材料。質量越高，LED的效率和性能就越好。碳化硅并非完美的匹配材料，但它能使材料達到高質量，而不需要昂貴的額外方法。而且，它比“理想的”氮化鋁基板便宜，使其更適合大規(guī)模生產”。

研究人員最初設想他們的UVC LED在世界上清潔水稀缺的地區(qū)作為便攜式、快速作用的水消毒劑。COVID-19的蔓延促使他們考慮該技術作為病毒消毒劑和去污劑的潛力應用。Zollner說，除了用于水衛(wèi)生目的UVC LED，UVC LED還可以集成到無人在場時開啟的系統(tǒng)中。

“一個主要的應用是在醫(yī)療情況下——個人防護設備的消毒，包括表面、地板、暖通空調系統(tǒng)等等?！?Zollner說，他的工作集中在推進用于衛(wèi)生和凈化目的的UV LED技術。他補充說，在醫(yī)療領域，UV-C消毒產品的小市場已經(jīng)存在。

加州大學圣塔芭芭拉分校材料系教授Steve DenBaars正在監(jiān)督該項目。他說，“我們就是這么做的。我們提高了燈的效率和功率。因此，隨著燈的效率和功率的增加，消毒所需的時間也隨之減少。在一個案例中，我看到他們能夠在30秒內對整個表面進行消毒——SSLEEC成員公司首爾半導體在4月初報道了他們的紫外線LED產品在在30秒內殺滅99.9％的新冠狀病毒。

研究人員希望他們更高效的UV LED可以幫助其他公司開發(fā)新技術來應對COVID-19。如果美國國立衛(wèi)生研究院（National Institutes of Health）確認該技術可行，那么最終將可以在美國任何地方使用。

DenBaars說：“然后我們認為它最終將被用于個人防護裝備的消毒劑中，NIH最近已經(jīng)證明了這一點?！?nbsp;“希望有一天空調也能這樣，因為眾所周知，飛機或公共汽車上的空氣目前尚未進行有效的消毒。”

含酒精的清潔劑會導致表面隨著時間的流逝而變質，這是保護設備的問題。但是UV LED并非如此，這可能會改變游戲規(guī)則。