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UVC 半导體(tǐ):新(xīn)一代消杀技术,前景广阔

来源: 日期:2020-09-11 15:49:39

1. UVC:健康光源首选

UV(Ultraviolet)是指波長(cháng)在 10nm 至 400nm 之间的電(diàn)磁波,即紫外線(xiàn)。根据波長(cháng)可(kě)把紫 外線(xiàn)分(fēn)為(wèi)長(cháng)波紫外線(xiàn)(UVA)、中波紫外線(xiàn)(UVB)和短波紫外線(xiàn)(UVC),波長(cháng)分(fēn)别為(wèi) 320~400nm、280~320nm、100~280nm。

UVC 相较于 UVA、UVB 对人體(tǐ)影响很(hěn)小(xiǎo)。UVA 穿透能(néng)力强,可(kě)到达皮肤真皮层,一方面, UVA 使皮肤中的黑色素前體(tǐ)直接转化為(wèi)黑色素,使皮肤快速黑化;另一方面,UVA 会使皮 肤中产生活性氧自由基,長(cháng)期作用(yòng)会给皮肤带来较大的氧化压力,并导致皮肤中的胶原蛋 白、弹性蛋白和 DNA 损伤,从而造成皮肤老化、失去弹性、产生皱纹。UVB 主要作用(yòng)于 皮肤表层,UVB 会激活表皮基底层的黑色素细胞中的酪氨酸酶合成黑色素,黑色素形成后 逐渐迁移到最外层,使皮肤黑化、出现红斑、或被晒伤。总之,UVA、UVB 对人體(tǐ)皮肤都 有(yǒu)损害,而 UVC 相较于 UVA、UVB 对人體(tǐ)伤害很(hěn)低,这是因為(wèi) UVC 波長(cháng)很(hěn)短,穿透力很(hěn) 低,不能(néng)深入皮肤表皮。

2. UVC 杀菌消毒效果强,灭活病毒更彻底。

人们经常采用(yòng)日晒的方式来消灭食物(wù)上的病菌,达到消毒、保质的作用(yòng),并根据阳光消毒 的作用(yòng)原理(lǐ),逐渐发展了人造紫外線(xiàn)技术。紫外線(xiàn)是一种诱变剂,通过对微生物(wù)的辐射损 伤和破坏核酸的功能(néng)使微生物(wù)致死,从而达到消毒的目的。在特定的波長(cháng)范围(主要是 UVC) 以及足够高的剂量下,紫外線(xiàn)能(néng)够引起细菌和病毒等微生物(wù)细胞中的 DNA 或 RNA 相邻嘧 啶分(fēn)子间形成异常的化學(xué)键,阻碍 DNA 或 RNA 的复制,从而造成微生物(wù)细胞死亡。深紫 外半导體(tǐ)通过发出 UVC 波長(cháng)的深紫外線(xiàn)达到杀菌消毒的效果。

相比化學(xué)杀菌消毒,紫外線(xiàn)的优势是杀菌效率高,灭活一般在几秒(miǎo)内完成,而且不产生其 它化學(xué)污染物(wù)。在一線(xiàn)医疗卫生机构,它也是重要的杀菌消毒设备。由于紫外線(xiàn)的波長(cháng)越 短,频率越高,所蕴含的能(néng)量越高,因此相较于 UVA 和 UVB,UVC 的杀菌能(néng)力更强、效 果更快。

UVC 是自然界中杀菌效果最好的紫外線(xiàn),但人们想直接利用(yòng)太阳光中的 UVC 十分(fēn)困难, 这是因為(wèi) UVC 由于波長(cháng)较短,在大气中就已经被臭氧层吸收、散射掉了,无法到达地面, 所以,人造 UVC 就变得尤為(wèi)重要。

3. UVC 半导體(tǐ)具有(yǒu)明显的优势:小(xiǎo)型化、无毒害、使用(yòng)便捷

目前用(yòng)于杀菌消毒的紫外光源主要有(yǒu)两种:传统汞灯和紫外 LED。汞灯是目前紫外線(xiàn)消毒、 固化与曝光最主流的产品,这种灯的原理(lǐ)很(hěn)简单,阴极射線(xiàn)管打出的高能(néng)電(diàn)子激发汞蒸汽 的原子呈激发态,激发态電(diàn)子回到基态放出紫外光,如果外面涂上红绿蓝 RGB 的荧光粉, 就是日光灯或节能(néng)灯。紫外 LED 是利用(yòng)半导體(tǐ)发光原理(lǐ)来制造 UV 波段的光源,通过利用(yòng) 铝銦镓氮材料的配比变化,可(kě)以做出各种不同波段的紫外線(xiàn)与可(kě)见光。