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              速看!深紫外LED集成光源獲新進(jìn)展

              2022/7/13 10:49:20 作者: 來(lái)源:OFweek半導(dǎo)體照明網(wǎng)
              摘要: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。

              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集成光源獲新進(jìn)展,輕松消殺新冠?

              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)。

              ↓↓ 論文鏈接(來(lái)源:半導(dǎo)體學(xué)報(bào)) ↓↓

              http://www.jos.a(chǎn)c.cn/en/article/doi/10.1088/16744926/43/7/072301

              深紫外LED集成光源獲新進(jìn)展,輕松消殺新冠?

              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,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、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RNA)和脫氧核糖核酸(簡(jiǎn)稱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,但是要專門滅活導(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。

              深紫外LED集成光源獲新進(jìn)展,輕松消殺新冠?

              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。中心:BSL-3門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RNA)和脫氧核糖核酸(簡(jiǎn)稱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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