Тъй като COVID-19 продължава да опустошява световните популации, светът е изключително фокусиран върху намирането на начини за борба с романа coronavirus. Това включва и дружествата за електронното осветление solid State Lighting &; Energy Electronics Center на UC Santa Barbara и компаниите- членове. Изследователите там развиват ултравиолетови светодиоди, които имат способността да деконтаминират повърхности - и потенциално въздух и вода - които са в контакт с вируса SARS-CoV-2.
"Едно от основните приложения е в медицински ситуации - дезинфекция на лични предпазни средства, повърхности, подове, в рамките на системите за ОВК, и т.н.,", каза докторанта christian Zollner, чиито работни центрове за разпространение на дълбока ултравиолетова светлина LED технология за хигиенизиране и пречистване. Той добави, че вече съществува малък пазар за uv-C дезинфекция продукти в медицински контекст.
Всъщност, много внимание от късно се е насочил към силата на ултравиолетовата светлина, за да инактивира романа coronavirus. Като технология, дезинфекцията на ултравиолетовата светлина е била наоколо известно време. И макар че практичната, мащабна ефикасност срещу разпространението на SARS-CoV-2 все още не е показана. UV светлината показва много обещаващи: Компанията на ssleec член сеул semiconductor съобщи за "99.9% стерилизация на коронавирус (COVID-19) за 30 секунди" с техните UV LED продукти. Тяхната технология в момента е приета за автомобилна употреба, в УЛТРАВИОЛЕТОВи LED лампи, които стерилизират вътрешността на незаета превозни средства.
Струва си да се отбележи, че не всички ултравиолетови дължини на вълните са еднакви. UV-A и UV-B - видовете, които получаваме тук на Земята, имат важни приложения, но редките UV-C са ултравиолетовата светлина на избор за пречистване на въздуха и водата и за инактивиране на микробите. Те могат да бъдат генерирани само чрез човешки процеси.
"UV-C светлина в 260 -- 285 nm диапазон най-подходящи за текущите технологии за дезинфекция също е вредно за човешката кожа, така че за сега тя се използва най-вече в приложения, където никой не присъства по време на дезинфекция," каза Зорлер. Всъщност Световната здравна организация предупреждава да не се използват ултравиолетови дезинфекционни лампи за дезинфекция на ръцете или други участъци от кожата - дори краткото излагане на UV-C светлина може да причини изгаряния и увреждания на очите.
Преди ПАНДЕМИЯТА COVID-19 да натрупа глобална динамика, учените от SSLEEC вече бяха на работа, напредвайки UV-C LED технологията. Тази област на електромагнитния спектър е сравнително нова граница за твърдото осветление; UV-C светлината по-често се генерира чрез живачни парни лампи и, според Zollner, "необходими са много технологични постижения, за да може UV LED да достигне своя потенциал по отношение на ефективност, цена, надеждност и живот."
В писмо, публикувано в списание ACS Photonics, изследователите съобщиха по-елегантен метод за изработване на висококачествени дълбоки ултравиолетови светодиоди (UV-C) светодиоди, които включват депозиране на филм на полупроводникова сплав алуминиева галиева нитрида (AlGaN) върху субстрат на силициев карбид (SiC) -- отклонение от по-широко използваните сапфирен субстрат.
Според Zollner, използването на силициев карбид като субстрат позволява по-ефективен и рентабилен растеж на висококачествен UV-C полупроводников материал, отколкото използването на сапфир. Това, обясни той, се дължи на това колко тясно съвпадат атомните структури на материалите.
"Като основно правило на палеца, колкото по-структурно подобни (по отношение на атомните кристали структура) субстратът и филмът са един към друг, толкова по-лесно е да се постигне високо качество на материала," каза той. По-добро качество, по-добра ефективност и производителност на светодиода. Сапфирът е несходен структурно и произвежда материали без недостатъци и несъответствия често изисква сложни допълнителни стъпки. Силиконов карбид не е перфектен мач, каза Зорлер, но дава възможност за високо качество, без да е необходимо скъпо, допълнителни методи.
В допълнение, силициев карбид е далеч по-евтин от "идеален" алуминиев нитрид субстрат, което го прави по-масово производство-приятелски, според Zollner.
Преносимата, бързодействаща дезинфекция на водата е сред основните приложения, които изследователите имаха предвид, тъй като разработват своята UV-C LED технология; издръжливостта, надеждността и малкият форм фактор на диодите биха били променящ се коефициент на игра в по-слабо развитите райони на света, където няма чиста вода.
Появата на COVID-19 пандемията е добавила друго измерение. Тъй като световните раси за намиране на ваксини, терапии и лекува за болестта, дезинфекция, обеззаразяване и изолация са малкото оръжия, които трябва да се защитаваме, и решенията ще трябва да бъдат разгърнати в световен мащаб. В допълнение към UV-C за целите на санитацията, UV-C светлина може да бъде интегрирана в системи, които се включват, когато никой не присъства, каза Зорлер.
"Това ще осигури евтин, без химически и удобен начин за дезинфекция на обществените, търговските, личните и медицинските пространства", каза той.
За момента обаче това е игра на търпение, тъй като Zollner и колегите чакат пандемията. Изследванията в UC Санта Барбара са се забавили до струя, за да се сведе до минимум контакта човек на човек.
"Нашите следващи стъпки, след като изследователските дейности възобновят UCSB, е да продължим работата си по подобряването на нашата AlGaN/SiC платформа, за да се надяваме, да произведе най-ефективните UV-C излъчватели на светлината в света," каза той.
Други сътрудници на научните изследвания включват Бурхан Саиф Саифдин (водещ автор), Шуджи Накамура, Стивън П. ДенБаърс, Джеймс С. Спек, Абдула С. Алмогбел, Бастиен Болф, Михаел Я и Фън Уу, всички от SSLEEC и/или Департамента по материали в UC Санта Барбара.
