Violeds UV LED技術(shù)成功在30秒內(nèi)殺死99.9%的新型冠狀病毒

那些必須凈化大空間（如醫(yī)院房間或飛機(jī)艙室）的人，使用耗電量大的水銀燈來(lái)產(chǎn)生紫外線。世界各地的公司都在努力提高生產(chǎn)UV-C發(fā)光二極管的能力，以提供一種更緊湊、更高效的替代品。本月早些時(shí)候，Seoul Viosys宣布Violeds UV LED技術(shù)成功在30秒內(nèi)殺死99.9%的新型冠狀病毒（COVID-19）。

UV LEDs對(duì)病毒和細(xì)菌都是致命的，因?yàn)?00-280納米波長(zhǎng)的C波段會(huì)粉碎遺傳物質(zhì)。不幸的是，它也被空氣中的氮強(qiáng)烈吸收，所以在一定距離內(nèi)源必須是強(qiáng)大的才能產(chǎn)生影響。（空氣是一個(gè)很強(qiáng)的屏障，太陽(yáng)的UV-C無(wú)法到達(dá)地球表面）該公司與Korea University的研究人員合作，顯示其Violed LED模組可以在3厘米的距離30秒消除99.9%的SARS-COV-2病毒。

不幸的是，該公司沒有透露有多少LED用于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。假設(shè)它和大學(xué)的研究人員使用一個(gè)單一的Violed CMD-FSC-CO1A集成LED模塊，30秒的劑量最多可以提供600毫焦耳的能量。這有點(diǎn)符合預(yù)期。一項(xiàng)關(guān)于UVC在N95口罩上殺滅甲型流感病毒能力的研究表明，大約每平方厘米1焦耳就能做到這一點(diǎn)。

雖然3厘米的距離可能在諸如空氣過(guò)濾器或凈水器產(chǎn)品這樣的狹小空間內(nèi)產(chǎn)生作用，但這對(duì)于醫(yī)院房間的消毒機(jī)器人來(lái)說(shuō)是行不通的。例如，GermFalcon飛機(jī)機(jī)艙消毒器的發(fā)明者Arthur Kreitenberg博士上個(gè)月告訴IEEE Spectrum，它需要在足夠強(qiáng)的光線下，在30厘米左右的距離內(nèi)，幾秒鐘內(nèi)殺死病毒。他說(shuō)，現(xiàn)在的UV-C LEDs不能產(chǎn)生足夠的光來(lái)完成這項(xiàng)工作。但是，GermFalcon的水銀燈以瓦特為單位測(cè)量輸出功率，這種功率在能源和體積上都要付出很大的代價(jià)。該系統(tǒng)的磷酸鐵電池組必須提供100安培才能產(chǎn)生所需的紫外線功率。

與水銀燈相比，UV-C LEDs的潛在優(yōu)勢(shì)包括缺乏有毒汞、更好的穩(wěn)健性、更長(zhǎng)的壽命、更快的啟動(dòng)和不同波長(zhǎng)的發(fā)射，這可能有助于它們發(fā)揮殺菌作用。但最重要的可能是他們的潛在效率。

目前，水銀燈比市面上的UV-C LEDs具有更好的壁插效率、電能輸入和光功率輸出。Seoul Viosys母公司Seoul Semiconductor的技術(shù)研究員兼副總裁Jae-hak Jeon稱，如今的UV-C LED的墻插效率僅為2.8%，3.3%的系統(tǒng)處于研發(fā)階段。水銀燈占15-35%。

水銀燈的優(yōu)勢(shì)預(yù)計(jì)不會(huì)持久，因?yàn)檠芯咳藛T預(yù)計(jì)UV-C LEDs將遵循與固態(tài)照明的藍(lán)色發(fā)光二極管類似的效率改進(jìn)路徑。然而，UV-C器件還有很長(zhǎng)的路要走。藍(lán)色發(fā)光二極管通常具有內(nèi)部量子效率，即注入LED特定部分的電子所產(chǎn)生的光子約為90%。Jeong說(shuō)，UV-C是30-40%。對(duì)于外部量子效率而言，光子發(fā)射與電子通過(guò)LED的比率更差。藍(lán)色LED約占70%，而UV-C設(shè)備約占10-16%。

據(jù)Jeong說(shuō)，提高這些數(shù)字將需要改進(jìn)制造工藝和外延技術(shù)。這些LEDs通常是用外延法在藍(lán)寶石晶片上生長(zhǎng)一層晶態(tài)氮化鋁來(lái)制造的。晶體中的缺陷是限制LED性能的主要因素，因此改進(jìn)外延工藝是提高LED亮度的一條途徑。