Kako COVID-19 nastavlja pustošiti globalno stanovništvo, svijet je posebno usredotočen na pronalaženje načina za borbu protiv novog koronavirusa. To uključuje UC Santa Barbara' s Solid State Lighting& Centar za energetsku elektroniku (SSLEEC) i kompanije članice. Tamošnji istraživači razvijaju ultraljubičaste LED diode koje imaju sposobnost dekontaminacije površina - i potencijalno vazduha i vode - koje su došle u kontakt sa virusom SARS-CoV-2.
& quot; Jedna od glavnih primjena je u medicinskim situacijama - dezinfekcija lične zaštitne opreme, površina, podova unutar HVAC sistema itd.," rekao je materijale doktorski istraživač Christian Zollner, čiji je rad usmjeren na unapređenje LED tehnologije dubokog ultraljubičastog svjetla u svrhu sanitacije i pročišćavanja. Dodao je da već postoji malo tržište za UV-C proizvode za dezinfekciju u medicinskom kontekstu.
Zapravo, mnogo se pažnje u zadnje vrijeme okrenulo moći ultraljubičastog svjetla da deaktivira novi koronavirus. Kao tehnologija, dezinfekcija ultraljubičastim svjetlom postoji već neko vrijeme. I dok praktična, velika efikasnost protiv širenja SARS-CoV-2 tek treba da se pokaže. UV svetlost puno obećava: kompanija SSLEEC, članica Seoul Semiconductor, početkom aprila izvestila je o &, 99,9% sterilizacije koronavirusa (COVID-19) za 30 sekundi &; sa svojim UV LED proizvodima. Njihova tehnologija se trenutno usvaja za automobilsku upotrebu, u UV LED lampama koje steriliziraju unutrašnjost nenastanjenih vozila.
Vrijedno je napomenuti&# 39 da nisu sve UV valne dužine jednake. UV-A i UV-B - vrste koje imamo puno na Zemlji zahvaljujući Suncu - imaju važne namjene, ali rijetki UV-C je ultraljubičasto svjetlo odabrano za pročišćavanje zraka i vode i za inaktivaciju mikroba . Oni se mogu generirati samo kroz ljudski stvorene procese.
& quot; UV-C svjetlost u opsegu 260 - 285 nm koja je najrelevantnija za trenutne tehnologije dezinfekcije štetna je i za ljudsku kožu, pa se za sada uglavnom koristi u aplikacijama u kojima niko nije prisutan u vrijeme dezinfekcije," Rekao je Zollner. Zapravo, Svjetska zdravstvena organizacija upozorava protiv upotrebe ultraljubičastih lampi za dezinfekciju za sanaciju ruku ili drugih dijelova kože - čak i kratkotrajno izlaganje UV-C svjetlu može prouzrokovati opekotine i oštećenje očiju.
Prije nego što je pandemija COVID-19 dobila globalni zamah, naučnici za materijale iz SSLEEC-a već su radili na unapređenju UV-C LED tehnologije. Ovo područje elektromagnetnog spektra relativno je nova granica za solid-state rasvjetu; UV-C svjetlost se češće generira pomoću živinastih sijalica i, prema Zollneru, &, potrebno je mnogo tehnološkog napretka kako bi UV LED postigao svoj potencijal u pogledu efikasnosti, cijene, pouzdanosti i vijeka trajanja."
U pismu objavljenom u časopisu ACS Photonics, istraživači su izvijestili o elegantnijoj metodi izrade visokokvalitetnih duboko ultraljubičastih (UV-C) LED dioda koja uključuje taloženje filma poluprovodničke legure aluminijuma galijum nitrida (AlGaN) na podlogu od silicija karbid (SiC) - odmak od šire korištene safirne podloge.
Prema Zollneru, upotreba silicijum-karbida kao supstrata omogućava efikasniji i isplativiji rast visokokvalitetnog UV-C poluprovodničkog materijala od upotrebe safira. To je, objasnio je, posljedica koliko su bliski materijali' atomske strukture se podudaraju.
& quot; Kao opće pravilo, što su supstrat i film međusobno sličniji (u smislu atomske kristalne strukture) supstrata i filma, to je lakše postići visoku kvalitetu materijala," on je rekao. Što je bolji kvalitet, to su efikasnost i performanse LED&br. Safir je strukturno različit, a za proizvodnju materijala bez nedostataka i neusklađenosti često su potrebni složeni dodatni koraci. Silicijev karbid ne odgovara savršeno, rekao je Zollner, ali omogućava visoku kvalitetu bez potrebe za skupim, dodatnim metodama.
Pored toga, silicijum-karbid je daleko jeftiniji od" ideal" supstrat od aluminijum nitrida, što ga čini masovnijim za proizvodnju, prema Zollneru.
Prijenosna, brzo djelujuća dezinfekcija vode bila je među glavnim primjenama koje su istraživači imali na umu dok su razvijali svoju UV-C LED tehnologiju; diode' trajnost, pouzdanost i faktor malog oblika promijenili bi igru u manje razvijenim dijelovima svijeta gdje čista voda nije dostupna.
Pojava pandemije COVID-19 dodala je još jednu dimenziju. Dok se svijet utrkuje u pronalaženju vakcina, terapija i lijekova za bolest, dezinfekcija, dekontaminacija i izolacija malo je oružja koje moramo obraniti, a rješenja će trebati primijeniti širom svijeta. Pored UV-C za sanitaciju vode, UV-C svjetlo moglo bi se integrirati u sisteme koji se uključuju kada niko nije prisutan, rekao je Zollner.
& quot; Ovo bi osiguralo jeftini, bezhemijski i prikladan način za sanaciju javnih, maloprodajnih, ličnih i medicinskih prostora," on je rekao.
Trenutno je to, međutim,' igra strpljenja, jer Zollner i kolege čekaju pandemiju. Istraživanje na UC Santa Barbara usporilo je do kapljica kako bi minimiziralo kontakt između osoba.
& quot; Naši sljedeći koraci, nakon što se istraživačke aktivnosti nastave na UCSB-u, jesu nastavak našeg rada na poboljšanju naše AlGaN / SiC platforme kako bismo se nadali da ćemo proizvesti najučinkovitije svjetske' zračnike UV-C svjetlosti, [GG ] quot; on je rekao.
Ostali istraživači su Burhan K. SaifAddin (glavni autor), Shuji Nakamura, Steven P. DenBaars, James S. Speck, Abdullah S. Almogbel, Bastien Bonef, Michael Iza i Feng Wu, svi iz SSLEEC-a i / ili iz Odjela za Materijali na UC Santa Barbara.
