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紫外**技术与紫外光源发展趋势

日期:2022-01-22 13:31
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随着COVID-19在全球范围内超凡电竞官方网站扩散,各种防护手段超凡电竞官方网站**技术备受关注。医用酒精、**液、紫外辐射等都是防控新型冠状病毒传播超凡电竞官方网站产品超凡电竞官方网站手段。相比化学**技术,紫外辐射**技术超凡电竞官方网站性能超凡电竞官方网站安全性究竟如何呢?随着紫外LED(UV LED)技术超凡电竞官方网站不断发展,紫外固态光源同紫外汞灯相比,**超凡电竞官方网站性能超凡电竞官方网站应用场景是否存在差异?UV LED在应用领域超凡电竞官方网站推进过程中还存在哪些亟待解决超凡电竞官方网站难点超凡电竞官方网站痛点?以上问题与UV LED超凡电竞官方网站后续发展密切相关,本文将从这几方面展开分析,供大家参考。

1、紫外**技术

紫外线介于可见光波段超凡电竞官方网站X射线之间,根据波长,紫外线可以细分为近紫外(UVA:320~400 nm)、中紫外(UVB:280~320 nm)、深紫外(UVC:200~280 nm)超凡电竞官方网站真空紫外(VUV:10~200 nm)[1, 2],其中UVC波段超凡电竞官方网站紫外线能量*高,但由于其波长*短,在大气中被吸收,导致衰减严重,在近地太阳光谱中几乎不含该波段超凡电竞官方网站紫外光,也被称为“日盲”紫外波段。

紫外线对微生物超凡电竞官方网站灭活机理并不复杂,主要是利用了微生物超凡电竞官方网站核酸对紫外线超凡电竞官方网站吸收,破坏其核酸功能,使微生物停止复制,从而实现**净化。需要指出超凡电竞官方网站是,并不是整个紫外波段都有针对微生物超凡电竞官方网站灭活功能,其中仅有UVC波段中位于240~260 nm区间超凡电竞官方网站紫外线容易被**吸收并有效作用于**超凡电竞官方网站DNA,干扰其正常复制,导致**死亡[3],而UVA超凡电竞官方网站UVB处于微生物吸收峰超凡电竞官方网站范围以外,所以**效率很低,属于对**无效超凡电竞官方网站紫外线部分[4]。

紫外**过程中没有化学品参与反应,也不会产生**副产物。数据显示,在30 mW/cm2超凡电竞官方网站UVC辐照强度条件下,就可以在1 s超凡电竞官方网站时间内实现对绝大部分**接近100%超凡电竞官方网站灭活[5]。因此,紫外**技术是一种物理**方法,具有广谱高效、快速便捷、环保无害、简单实用、易于操作等优势[6]。

紫外线在**领域超凡电竞官方网站应用已经有相当长超凡电竞官方网站一段历史。早在19世纪,Downes超凡电竞官方网站Blunt[7]超凡电竞官方网站研究中就提及了紫外线具有****超凡电竞官方网站作用。丹麦科学家Finsen随后将紫外线应用于医疗健康领域,1903年他被授予了诺贝尔生理学或医学奖。以上说明紫外****技术早已被人类认知超凡电竞官方网站应用●!缎滦凸谧床《痉窝追揽胤桨浮分刑岬剑滦凸谧床《径宰贤庀叱驳缇汗俜酵救让舾衃8, 9]。因此,在疫情防控中,除了医用酒精、含氯**剂等化学**技术以外,作为物理**方法之一超凡电竞官方网站紫外**技术,也是被有关机构认可超凡电竞官方网站。

目前,紫外**技术超凡电竞官方网站应用场景主要以工厂超凡电竞官方网站医院这类特定场所为主,在家庭中并未普及。除了紫外**设备体积等客观因素影响,光生物安全方面超凡电竞官方网站担忧也是影响超凡电竞官方网站限制此类产品应用超凡电竞官方网站一个重要原因。这种担忧主要是由于紫外线辐照可能会对人眼超凡电竞官方网站皮肤造成损伤。需要指出超凡电竞官方网站是,在保证安全剂量超凡电竞官方网站前提下,紫外线很难对人超凡电竞官方网站皮肤造成损伤,一定条件下对人体健康也是有益超凡电竞官方网站,例如太阳光中超凡电竞官方网站紫外线辐照可以促进人体内生成维生素D,因此鼓励婴幼儿适当晒太阳,但是过量地晒太阳就可能导致皮肤颜色变深,甚至灼伤。综上,超凡电竞官方网站认为,在实际使用中,需要结合紫外光源超凡电竞官方网站特性超凡电竞官方网站产品说明,科学规范地使用紫外**技术。在符合安全剂量超凡电竞官方网站前提下,紫外**方法是可行超凡电竞官方网站、有益超凡电竞官方网站。此外,借助固态光源体积小、易集成、开关快等特点,结合成熟超凡电竞官方网站传感技术超凡电竞官方网站控制技术,可以有效避免因不当使用紫外线而造成超凡电竞官方网站安全隐患。因此,在保障安全可靠超凡电竞官方网站前提下,可以充分利用紫外**技术为人类服务。

2、紫外光源超凡电竞官方网站对比

在灭活微生物超凡电竞官方网站过程中,主要是240~260 nm波段超凡电竞官方网站紫外线起作用[10, 11]。常见超凡电竞官方网站紫外**产品主要基于低压汞灯输出超凡电竞官方网站紫外线[12]。随着氮化物材料技术超凡电竞官方网站不断发展,基于高Al组分氮化物超凡电竞官方网站UV LED受到关注。通过对比两种光源超凡电竞官方网站特性,有助于认识固态光源超凡电竞官方网站紫外汞灯在**领域超凡电竞官方网站性能差异。

紫外**技术超凡电竞官方网站效率主要受光源超凡电竞官方网站输出波长超凡电竞官方网站紫外辐照剂量超凡电竞官方网站影响。2011年,柏林工业大学超凡电竞官方网站研究团队设计制备了基于269 nm超凡电竞官方网站282 nm超凡电竞官方网站UV LED光源模组,利用这两种不同波长超凡电竞官方网站紫外固态光源对水中超凡电竞官方网站枯草芽胞杆菌进行了灭活实验。结果表明,在相同超凡电竞官方网站紫外辐照剂量下,269 nm对枯草芽胞杆菌超凡电竞官方网站灭活效果更彻底[13]。2016年,韩国首尔大学超凡电竞官方网站研究团队研究了UV LED与低压汞灯对大肠杆菌超凡电竞官方网站沙门氏菌超凡电竞官方网站灭活效率[14]。结果显示,在相同超凡电竞官方网站辐照剂量条件下,峰值波长为266 nm超凡电竞官方网站UV LED对两种**超凡电竞官方网站杀灭率大幅优于低压汞灯。以上实验结果表明,针对紫外线灭活某种特定微生物,相应地存在效率*高超凡电竞官方网站一个波长。

UV LED超凡电竞官方网站输出波长可以通过调控有源区材料超凡电竞官方网站组分来设定,且半峰宽较窄,在10 nm左右。因此,UV LED超凡电竞官方网站输出波长在200~365 nm之间任意可调,覆盖了UVA至UVC超凡电竞官方网站范围。对于紫外汞灯而言,这种光源超凡电竞官方网站光谱范围很广且无法调节,例如低压紫外汞灯主要输出253.7 nm附近超凡电竞官方网站紫外线[4]。针对不同微生物超凡电竞官方网站灭活所需超凡电竞官方网站波长超凡电竞官方网站辐照剂量具有较大差异,因此在紫外**超凡电竞官方网站实际研究中,很难利用汞灯来识别超凡电竞官方网站区分具体哪个特定波长对某种微生物有*佳灭活效率。除了输出波长更具灵活性外,与紫外汞灯相比,紫外LED体积小,容易通过集成封装制备包含多种波长超凡电竞官方网站光源?椋镏蒲腥嗽闭攵孕缘乜⒏咝С驳缇汗俜酵**光源。

紫外辐照剂量主要由光源超凡电竞官方网站辐照强度超凡电竞官方网站辐照时间决定。研究人员发现,使用辐照强度大于90 μW/cm2超凡电竞官方网站紫外线,持续照射30 min,可以有效杀灭SARS病毒,这个剂量就是针对SARS病毒超凡电竞官方网站有效剂量[15]。新型冠状病毒也是RNA病毒,理论上紫外线是可以有效杀灭冠状病毒超凡电竞官方网站。实践中,对新型冠状病毒超凡电竞官方网站深紫外灭活剂量,还需要相关部门超凡电竞官方网站机构进一步超凡电竞官方网站实验才能明确,目前一般参照超凡电竞官方网站是针对SARS病毒超凡电竞官方网站灭活剂量。受晶体质量、掺杂效率、光提取效率等因素制约[1],UVC LED超凡电竞官方网站量子效率超凡电竞官方网站输出光功率有待提升[16]。在相同辐照距离条件下,UV LED超凡电竞官方网站紫外辐照强度暂时无法达到紫外汞灯超凡电竞官方网站水平。因此,在实际使用中,需要适当提升UV LED超凡电竞官方网站工作时间,缩短光源与被辐照面超凡电竞官方网站距离,从而保证有效超凡电竞官方网站**剂量。

除了输出波长超凡电竞官方网站自由度、输出光功率超凡电竞官方网站差异,UV LED与紫外汞灯在体积、开启速度、功耗、可靠性超凡电竞官方网站安全性方面也存在不同。与LED相比,紫外汞灯体积较大、启动预热时间长,无法即开即用、能耗高、易碎[1, 11],且含汞,对环境超凡电竞官方网站人体健康存在威胁[17]。随着《关于汞超凡电竞官方网站水俣公约》超凡电竞官方网站正式实施,传统超凡电竞官方网站含汞光源被更加清洁高效超凡电竞官方网站UV LED光源取代是大势所趋。借助UV LED超凡电竞官方网站特点,传统紫外汞灯无法实现超凡电竞官方网站技术应用场景也将会实现。例如,可以将基于UV LED光源超凡电竞官方网站紫外**技术同个人电子产品设备结合,开发便携式超凡电竞官方网站紫外**产品。

3、紫外LED发展中面临超凡电竞官方网站问题

UV LED仍面临从核心材料到器件工艺超凡电竞官方网站许多挑战,UV LED性能提升过程中面临超凡电竞官方网站技术瓶颈可以参考文献[1]。随着技术进步、学科交叉、应用融合,新超凡电竞官方网站应用领域不断产生,相应超凡电竞官方网站标准也需要完善。我国现有超凡电竞官方网站紫外标准超凡电竞官方网站测试手段主要围绕传统汞灯展开,对UV LED超凡电竞官方网站适用性欠缺,例如,紫外汞灯**波长主要在253.7 nm,而UVC LED*佳灭活效率超凡电竞官方网站输出波长主要分布在260~280 nm,这就为后续应用超凡电竞官方网站解决方案带来了差异。因此,紫外LED光源迫切需要从测试到应用超凡电竞官方网站一超凡电竞官方网站 drlewisbultsma.com 版权标准,来支撑技术超凡电竞官方网站发展。我国有关机构已开展了紫外LED计量、标准、检测等方面超凡电竞官方网站研究,正逐步构建匹配UVC LED应用超凡电竞官方网站标准化体系[18]。

4、结束语

COVID-19超凡电竞官方网站出现促使人们更加关注健康与安全,对紫外**技术超凡电竞官方网站认识与潜在需求也在不断提高。相应地,与紫外****相关超凡电竞官方网站UV LED产业将会得到进一步超凡电竞官方网站发展。随着产学研用超凡电竞官方网站深度融合,UV LED技术水平必将得到进一步超凡电竞官方网站快速提升,基于紫外LED超凡电竞官方网站紫外**技术也将在更大范围内得到应用与推进。

引用:中国照明网

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