近日，廣東省松山湖材料實(shí)驗(yàn)室第三代半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)和北京大學(xué)王新強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)合作，采用COB集成技術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了275nm、265nm及255nm三種波長(zhǎng)的瓦級(jí)輸出功率的深紫外LED集成光源，其最高輸出功率達(dá)到1．88W。
深紫外LED集成光源的（a）光輸出功率與電流關(guān)系曲線，插圖為其實(shí)物圖；（b）電壓與電流關(guān)系曲線；（c）電光轉(zhuǎn)換效率與電流關(guān)系曲線；（d）歸一化光譜。
由于深紫外LED集成光源極高的輸出功率，其展示了優(yōu)異的殺菌效果。在表面殺菌場(chǎng)景，1秒內(nèi)即實(shí)現(xiàn)了對(duì)距離5cm處的金黃色葡萄球菌、大腸桿菌及白色念珠菌等多種代表性致病菌的99．9％以上的殺滅。在空氣殺菌場(chǎng)景，通過(guò)將其與L型鋁制風(fēng)管（帶有鼓風(fēng)風(fēng)扇）結(jié)合制備而成的空氣殺菌模組，30分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)了對(duì)20m3空間內(nèi)空氣中的白色葡萄球菌超過(guò)97％的殺滅，其相關(guān)論文已發(fā)布在2022年第7期半導(dǎo)體學(xué)報(bào)。
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http：／／www．jos．a(chǎn)c．cn／en／article／doi／10．1088／16744926／43／7／072301
深紫外LED集成光源的表面殺菌效果圖（a）金黃色葡萄球菌，殺菌前；（b）大腸桿菌，殺菌前；（c）白色念珠菌，殺菌前；（d）金黃色葡萄球菌，殺菌后；（e）大腸桿菌，殺菌后；（f）白色念珠菌，殺菌后。
關(guān)于紫外光消殺 紫外光是電磁波譜中10～400nm波長(zhǎng)輻射的總稱(chēng)，其中又根據(jù)不同的波段應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，波段為400－315nm的紫外光為UVA，其可應(yīng)用于誘蟲(chóng)、礦石鑒定、舞臺(tái)裝飾、驗(yàn)鈔等場(chǎng)景；波段為315－280nm的紫外光為UVB，其可應(yīng)用于紫外線保健燈、植物生長(zhǎng)燈等；波段為280－190nm的紫外光為UVC，其可用于醫(yī)院、食品廠、化妝品廠、水處理設(shè)備等場(chǎng)所。紫外線的穿透性會(huì)隨著波長(zhǎng)的增大而加強(qiáng)，日常消毒所使用的是280－190nm波段的UVC紫外光，這一的波段的紫外光可以將微生物的核糖核酸（簡(jiǎn)稱(chēng)RNA）和脫氧核糖核酸（簡(jiǎn)稱(chēng)DNA）破壞，達(dá)到殺滅效果，所以在生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的紫外消毒也都是采用這一波段的UVC紫外光。 關(guān)于紫外光消殺新冠病毒的研究 要進(jìn)行表面消毒，使用紫外光（UV）照射就好，但是要專(zhuān)門(mén)滅活導(dǎo)致COVID－19的病毒SARS－CoV－2，使用哪種波長(zhǎng)最好？多少輻射量才足夠呢？ 解決這些問(wèn)題需要科學(xué)家克服兩個(gè)主要障礙。首先，他們需要將病毒與環(huán)境中的外來(lái)物質(zhì)完全分離。其次，他們需要一次用單波長(zhǎng)的紫外線照亮病毒，在測(cè)試之間對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)置進(jìn)行最小的更改。 最近美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）和美國(guó)國(guó)土安全部（DHS）科學(xué)與技術(shù)局實(shí)驗(yàn)室－－國(guó)家生物防御分析與對(duì)策中心（NBACC）之間克服障礙開(kāi)展了此項(xiàng)關(guān)于尋找消滅新型冠狀病毒的最佳紫外光的合作研究，并進(jìn)行了一系列的測(cè)試工作。 合作者描述了他們用于在安全實(shí)驗(yàn)室中一次將單波長(zhǎng)光投射到COVID－19病毒樣本上的新型系統(tǒng)。該實(shí)驗(yàn)室被歸類(lèi)為生物安全3級(jí)（BSL－3），旨在研究吸入時(shí)可能致命的微生物。他們的實(shí)驗(yàn)測(cè)試了更多波長(zhǎng)的紫外線和可見(jiàn)光，而不是迄今為止導(dǎo)致COVID－19的任何其他病毒研究。
設(shè)置的照片。左圖：包含激光到光纖耦合系統(tǒng)的盒子內(nèi)部的特寫(xiě)。中心：BSL－3門(mén)外走廊上的激光系統(tǒng)。右圖：BSL－3內(nèi)部實(shí)驗(yàn)裝置的特寫(xiě)鏡頭，包括容納SARS－CoV－2樣本的腔室。圖片來(lái)源：NIST
所以SARS－CoV－2型的最佳消殺波長(zhǎng)是多少呢？測(cè)試結(jié)果證明新型冠狀病毒并沒(méi)有什么特殊的，在被消殺方面與其他病毒（例如引起流感的病毒）一樣容易受到相同波長(zhǎng)的紫外線的影響。最有效的波長(zhǎng)是介于222nm和280nm之間的UVC紫外光。以上成果發(fā)表在新銳期刊《Applied Optics》上。 結(jié)語(yǔ) 新冠病毒的爆發(fā)蔓延引起了人們對(duì)日常消殺和衛(wèi)生健康的重視。UVC波段（280－190nm）的紫外光可以將微生物的核糖核酸（簡(jiǎn)稱(chēng)RNA）和脫氧核糖核酸（簡(jiǎn)稱(chēng)DNA）破壞，達(dá)到殺滅效果。但隨著2016年《水俁公約》的批準(zhǔn)實(shí)施，2020年起將禁止生產(chǎn)及進(jìn)出口含汞產(chǎn)品。自此傳統(tǒng)的紫外汞燈將被第三代半導(dǎo)體材料AlGaN的深紫外LED光源逐步替換。 雖然目前國(guó)內(nèi)外疫情趨于平緩，但現(xiàn)階段市場(chǎng)上對(duì)LED紫外燈的需求還是偏高的，深紫外LED在殺菌消毒領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用是市場(chǎng)的必經(jīng)之路。
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