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      UVC LED殺菌消毒

      發布時間:2020-04-09 人氣:465 來源:admin

      從1903年,Niels Ryberg Finsen因紫外線殺滅結核病菌獲得諾貝爾生理與醫藥獎,紫外線殺菌具有上百年的歷史。紫外線對包括2019-nCoV病毒在內的細菌病毒除殺作用已被國家衛計委官方和大量案例證明,其原理為:通過對細菌、病毒等微生物的照射、破壞其DNA和RNA分子結構,達到殺滅消毒效果。

      目前,全球范圍內在家用、醫療、工業用途等紫外線燈中,汞燈占據著半壁江山,但存在外形笨重、啟動時間長,易碎、使用壽命短、巨毒、破裂后會造成汞泄漏污染環境,產生臭氧污染等缺點。對于汞的危害,2013年聯合國環境規劃署通過了旨在全球范圍內控制和減少汞排放的國際公約《水俁公約》。2016年我國批準《關于汞的水俁公約》,禁止生產及進出口含汞產品。水俁公約已在2017年生效。

      相比汞燈,深紫外LED殺菌有諸多優勢:高度殺菌性,深紫外LED所發出的UV段紫外光對細菌、病毒殺滅作用一般在幾秒以內,傳統方法,達到相同效率一般需要20分鐘至1小時;廣泛殺菌性,對幾乎所有細菌和病毒都能殺滅;安全環保(不含汞);功耗較低,體積小、設計靈活、安裝方便,可以應用在傳統紫外汞燈無法應用的狹小空間。紫外線指的是電磁波譜中波長從10nm~400nm 輻射的總稱,而深紫外光一般指短于300nm的紫外光。

      如在《“新國防“與第三代半導體》一文中所說,受限于外延材料和芯片技術,目前深紫外LED的外量子效率還比較低。日本理化學研究所平山秀樹教授課題組深紫外LED研發,實驗室高達到20.3%,但是深紫外LED整體水平在10%以下,商業化水平在1%-3%。有深紫外專家預測,10%的發光效率是商業化是一道門檻,才會真正啟動規模應用;效率達到20%,才具備替代低壓汞燈的能力。當前,深紫外LED的效率太低,要獲得相同的功率,成本是低壓汞燈的200倍,在大功率殺菌場合完全無法使用。如,效率3%的深紫外LED,在紫外光功率為96W時,需要電功率3200W,加上光學、驅動和散熱,共計要20萬元,成本是低壓汞燈的200~400倍。

      新冠疫情催發的巨大殺菌消毒需求,促使相關企業和單位在圍繞深紫外LED殺菌的產品進行研發,比如空調、加濕器、除濕烘干器等空氣類,冰箱、消毒柜等食品類、飲用水類、口罩等醫療防護器械類各種殺菌用品。各種有意思的殺菌產品涌現,比如手機消毒盒、殺菌毛巾架、電梯手扶消毒器等。我覺得紫外LED相對汞燈的優勢不僅僅體現在技術進步,而安全可靠和體積小巧的特征則賦予其更大的設計空間和藝術美感。這對于產品的推廣應用也很重要。紫外殺菌還包括UVA波段紫外催化殺菌技術和產品。

      國內基于AlGaN基紫外材料和器件相關研究機構有中科院半導體所、北京大學、廣東半導體產業技術研究院、華中科大、廈門大學、西安電子科大、河北工業大學等,及中科潞安、湖北深紫、青島杰生電氣、三安光電等企業。受益于新冠疫情帶來的紫外殺菌消毒的較大市場需求驅動,AlGaN基深紫外LED器件的技術將快速進步,廣大的殺菌消毒市場將徐徐開啟。

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