據(jù)美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)疫情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示，截至美東時(shí)間4月20日下午6時(shí)，美國(guó)已至少有新冠病毒感染病例782159例，包括死亡病例41816例。面對(duì)來(lái)勢(shì)洶洶的新冠病毒，加州大學(xué)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(kāi)發(fā)UV LED，以對(duì)抗病毒的威脅。
研究人員通過(guò)在碳化硅（SiC）襯底上沉積半導(dǎo)體合金AlGaN薄膜來(lái)制備更高質(zhì)量的UV LED，這與目前廣泛使用的藍(lán)寶石襯底不同。
克里斯·佐爾納（Christian Zollner，從事該UV LED項(xiàng)目的博士生研究人員之一）表示，與藍(lán)寶石相比，使用碳化硅作為襯底能夠更有效地生長(zhǎng)出高質(zhì)量的UVC半導(dǎo)體材料，因?yàn)樘蓟璧脑咏Y(jié)構(gòu)與與AlGaN的原子結(jié)構(gòu)非常匹配。他說(shuō):“一般來(lái)說(shuō)，襯底和薄膜的結(jié)構(gòu)(原子晶體結(jié)構(gòu))越相似，就越容易獲得高質(zhì)量的材料。質(zhì)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(dá)到高質(zhì)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(chǎn)”。
研究人員最初設(shè)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(shù)作為病毒消毒劑和去污劑的潛力應(yīng)用。Zollner說(shuō)，除了用于水衛(wèi)生目的UVC LED，UVC LED還可以集成到無(wú)人在場(chǎng)時(shí)開(kāi)啟的系統(tǒng)中。
“一個(gè)主要的應(yīng)用是在醫(yī)療情況下——個(gè)人防護(hù)設(shè)備的消毒，包括表面、地板、暖通空調(diào)系統(tǒng)等等。” Zollner說(shuō)，他的工作集中在推進(jìn)用于衛(wèi)生和凈化目的的UV LED技術(shù)。他補(bǔ)充說(shuō)，在醫(yī)療領(lǐng)域，UV-C消毒產(chǎn)品的小市場(chǎng)已經(jīng)存在。
加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校材料系教授Steve DenBaars正在監(jiān)督該項(xiàng)目。他說(shuō)，“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(shí)間也隨之減少。在一個(gè)案例中，我看到他們能夠在30秒內(nèi)對(duì)整個(gè)表面進(jìn)行消毒——SSLEEC成員公司首爾半導(dǎo)體在4月初報(bào)道了他們的紫外線LED產(chǎn)品在在30秒內(nèi)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(kāi)發(fā)新技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)COVID-19。如果美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（National Institutes of Health）確認(rèn)該技術(shù)可行，那么最終將可以在美國(guó)任何地方使用。
DenBaars說(shuō)：“然后我們認(rèn)為它最終將被用于個(gè)人防護(hù)裝備的消毒劑中，NIH最近已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。” “希望有一天空調(diào)也能這樣，因?yàn)楸娝苤w機(jī)或公共汽車上的空氣目前尚未進(jìn)行有效的消毒?！?/p>
含酒精的清潔劑會(huì)導(dǎo)致表面隨著時(shí)間的流逝而變質(zhì)，這是保護(hù)設(shè)備的問(wèn)題。但是UV LED并非如此，這可能會(huì)改變游戲規(guī)則。
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