深紫外LED的多(duō)种使用(yòng)方向
一场新(xīn)冠,让深紫外LED杀菌灯从专业场所走入公众的视野。嗅觉灵敏的企业家们纷纷开足马力,推出深紫外杀菌灯新(xīn)品抢占市场份额。随着技术精进、市场扩容和产业发展,使得紫外LED的市场前景越来越广阔。
紫外LED是指发光中心波長(cháng)在400nm以下的LED,那么除了常见的杀菌灯,深紫外LED还可(kě)以用(yòng)在哪些领域?
据有(yǒu)关数据显示,全球UV-LED市场从2018-2023年复合增長(cháng)率达到27%,预计未来五年國(guó)内深紫外LED杀菌消毒应用(yòng)市场规模将达千亿级。除固化市场稳定成長(cháng)之外,表面/空气杀菌净化、静止水杀菌、流动水杀菌為(wèi)未来主要成長(cháng)动能(néng)。
疫情期间,众多(duō)企业推出 “深紫外杀菌灯” 新(xīn)品抢占市场。但是面对深紫外LED千亿级的市场规模,除了杀菌灯,企业还可(kě)以关注哪些领域?
一、紫外固化光源
紫外固化技术波長(cháng)范围在320nm-400nm,是通过紫外線(xiàn)照射有(yǒu)机涂料,使其发生辐射交联反应,将相对分(fēn)子质量低的物(wù)质固化成相对分(fēn)子质量高的物(wù)质的化學(xué)过程。
例如UV胶在制作业中的广泛应用(yòng),给紫外LED固化光源带来了市场,苹果公司(Apple)使用(yòng)UV胶涂布保护感测元件避免紫外線(xiàn)侵害,并采用(yòng)紫外LED取代传统紫外汞灯作為(wèi)固化光源,在苹果领头带动之下促使紫外LED市场应用(yòng)快速增長(cháng);在印刷油墨固化工艺中,光化學(xué)反应的实际吸收波長(cháng)约為(wèi)350~370nm 之间,利用(yòng)UV-LED可(kě)以更好地实现。
而另一个被忽略的美甲市场,对紫外LED美甲固化灯有(yǒu)更广阔的市场应用(yòng)。据相关研究显示,中國(guó)的人均美甲年消费次数是10.7次,美甲产品和美甲服務(wù)正在成為(wèi)美容行业中一个急速发展的经济增長(cháng)点。随着全國(guó)美甲店(diàn)数量的快速增長(cháng),紫外LED美甲固化灯产品炙手可(kě)热,其凭借节能(néng)环保,安全便携,响应速度快,固化时间短等优势正在大范围取代传统汞灯美甲固化灯。未来UV-LED美甲光疗灯在美甲行业应用(yòng)市场值得期待。
二、医用(yòng)型紫外光疗
紫外光疗的波長(cháng)范围在275nm-320nm,其原理(lǐ)是光能(néng)量引起一系列化學(xué)反应,有(yǒu)消炎、止痛、抗佝偻病的作用(yòng),常用(yòng)以治疗皮肤化脓性炎症和其他(tā)皮炎、疼痛症候群、佝偻病或软骨病等。
其中波長(cháng)310-313nm范围的紫外線(xiàn)称之為(wèi)窄谱中波紫外線(xiàn)(NBUVB),集中了紫外線(xiàn)中生物(wù)活性最强的部分(fēn)直接作用(yòng)皮肤患处,同时过滤掉对皮肤有(yǒu)害的不良波段紫外線(xiàn),副作用(yòng)小(xiǎo),作用(yòng)于皮肤角质层,起效时间短,见效快等特性,成為(wèi)了最热门的研究课题之一,特别是以LED 作為(wèi)光源的光疗仪,是目前医學(xué)领域的研究热点 。LED 有(yǒu)着效率高、功耗低、产热少、寿命長(cháng)、绿色环保的特点,在光疗领域作為(wèi)一种高效安全的光源被广泛使用(yòng)。
三、紫外光通信
紫外光通信是基于大气散射和吸收的无線(xiàn)光通信技术。它的基本原理(lǐ)是以日盲區(qū)的光谱為(wèi)载波,在发射端将信息電(diàn)信号调制加载到该紫外光载波上,已调制的紫外光载波信号利用(yòng)大气散射作用(yòng)进行传播,在接收端通过对紫外光束的捕获和跟踪建立起光通信链路,经光電(diàn)转换和解调处理(lǐ)提取出信息信号。
紫外光在大气中的散射作用(yòng)使紫外光的能(néng)量传输方向发生改变,这為(wèi)紫外光通信奠定了通信基础,但吸收作用(yòng)带来的衰减使紫外光的传输限定在一定的距离内。紫外光通信是基于大气散射和吸收的无線(xiàn)光通信技术。
紫外光通信特别适用(yòng)于复杂环境下近距离抗干扰保密通信。目前已经实现UV-LED 实现短距离的信号散射传输,在实际的通信应用(yòng)中,可(kě)以将UV-LED 组成阵列结构,通过提高发射功率来增加紫外光通信的传输距离。
四、深紫外LED水净化
深紫外LED水净化的波長(cháng)范围在200nm-280nm,其杀菌原理(lǐ)是破坏微生物(wù)的DNA结构,使细菌死亡或无法繁殖,从而实现杀菌目的,纯物(wù)理(lǐ)消毒,无毒无残留无异味,非常简洁高效所以应用(yòng)领域广泛。随着本来疫情给公众带来的影响,公众在日常生活中的健康意识不断增强,未来,表面/空气杀菌净化、静止水杀菌、流动水杀菌為(wèi)深紫外LED。
五、光解氧化油烟净化技术
光解氧化油烟净化技术原理(lǐ)是利用(yòng)185nm的专用(yòng)紫外線(xiàn)灯将油脂分(fēn)子链切断,形成小(xiǎo)的油脂分(fēn)子,同时185nm 的专用(yòng)紫外光与空气中的氧反应后产生臭氧,臭氧将小(xiǎo)油脂分(fēn)子氧化,生成水和二氧化碳及微量白色粉末,同时,油烟中的有(yǒu)机物(wù)被光解氧化,烟道中的异味也随之消除,以“治标治本”的方式达到无污染排放。
光解氧化油烟净化技术的优点是:工艺流程短,可(kě)以在烟罩内处理(lǐ)。分(fēn)解氧化油烟气體(tǐ)中的有(yǒu)害物(wù)质、祛除油烟异味,消毒杀菌、无渍油、免维护,祛除火灾隐患、使用(yòng)寿命長(cháng),运行成本低,无噪音、操作简单,净化效率高、安装简捷,不产生二次污染和管理(lǐ)容易,无须专人管理(lǐ)。
六、光触媒空气净化技术
光触媒是一种以纳米级二氧化钛為(wèi)代表的具有(yǒu)光催化功能(néng)的光半导體(tǐ)材料的总称,它涂布于基材表面,在紫外光及可(kě)见光的作用(yòng)下,产生强烈催化降解功能(néng):能(néng)有(yǒu)效地降解空气中有(yǒu)毒有(yǒu)害气體(tǐ);能(néng)有(yǒu)效杀灭多(duō)种细菌,并能(néng)将细菌或真菌释放出的毒素分(fēn)解及无害化处理(lǐ);同时还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能(néng)。
(1)空气净化 :对甲醛、苯、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物(wù)等影响人类身體(tǐ)健康的有(yǒu)害有(yǒu)机物(wù)起到净化作用(yòng)。(2)负氧离子:释放负氧离子,中科(kē)院理(lǐ)化技术研究所对國(guó)内某光触媒进行检测后发现,使用(yòng)优质遠(yuǎn)红外光触媒喷涂100平米建筑面积的房间,相当于种了25棵白桦树的净化效果。(3)杀菌:对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等具有(yǒu)杀菌功效。在杀菌的同时还能(néng)分(fēn)解由细菌死體(tǐ)上释放 出的有(yǒu)害复合物(wù)。(4)除臭:对香烟臭、厕所臭、垃圾臭、动物(wù)臭等具有(yǒu)除臭功效。(5)防污:防止油污、灰尘等产生。对浴室中的霉菌、水锈、便器的黄碱及铁锈和涂染面褪色等 现象同样具有(yǒu)防止其产生的功效。(6)净化:具有(yǒu)水污染的净化及水中有(yǒu)机有(yǒu)害物(wù)质的净化功能(néng),且表面具有(yǒu)超亲水性,有(yǒu)防雾、易洗、易干的效能(néng)。
七、UV-LED植物(wù)照明
传统农业种植因為(wèi)缺乏紫外光谱的组成成分(fēn),导致农作物(wù)的生長(cháng)和品质存在一定的缺陷,在探寻了植物(wù)生長(cháng)的秘诀,发现UV-LED对农作物(wù)的生長(cháng)具有(yǒu)十分(fēn)明显的作用(yòng),如提高蔬菜中抗氧化物(wù)的含量、增加药用(yòng)作物(wù)中次生代謝(xiè)物(wù)质的累积、加快花(huā)卉叶片和花(huā)瓣中显色物(wù)质的合成累积等。而UV-LED的节能(néng)环保、冷光源、使用(yòng)寿命、體(tǐ)积小(xiǎo)、光质纯、高光效、波長(cháng)类型丰富、光谱能(néng)量易复合、调制便捷等突出的优势,使得UV-LED在植物(wù)工厂领域得了突破。
随着國(guó)家“十三五”明确重点发展“LED节能(néng)光源、立體(tǐ)无土栽培、光温耦合节能(néng)环境控制、营养液调控、基于网络的智能(néng)管理(lǐ)、人工光植物(wù)工厂、自然光植物(wù)工厂集成示范等”七大领域,以缓解日益突出的食品危机。而作為(wèi)七大重点发展领域中的“LED节能(néng)光源”, UV-LED在植物(wù)工厂领域可(kě)谓占据了举足轻重的地位,未来植物(wù)照明市场前景可(kě)期。
八、荧光技术
紫外分(fēn)析仪是荧光技术的应用(yòng),荧光技术是某些物(wù)质受一定波長(cháng)的光激发后,在极短时间内(10-8秒(miǎo))会发射出波長(cháng)大于激发波長(cháng)的光,这种光称為(wèi)荧光。这一发光现象在各方面的应用(yòng)及有(yǒu)关的方法称為(wèi)荧光技术。
利用(yòng)荧光技术设计的紫外分(fēn)析仪主要是物(wù)质的定性方面的应用(yòng):(1)在科(kē)學(xué)实验工作中检测,许多(duō)主要物(wù)质如蛋白质、核苷酸等。(2)在药物(wù)生产和研究中,可(kě)用(yòng)来检查激素生物(wù)碱,维生素等各种能(néng);产生荧光药品质量,特别适宜作薄层分(fēn)析和纸层分(fēn)析斑点和检测。(3)在染料涂料橡胶、石油等化學(xué)行业中,测定各种荧光材料,荧光指示剂及添加剂,鉴别不同种类的原油和橡胶制品。(4)纺织化學(xué)纤维中可(kě)测定不同种类的原材料。如羊毛,真丝人造纤维,棉花(huā),合成纤维,并可(kě)检查成品质量。(5)在粮油,蔬菜,食品部门,可(kě)用(yòng)于检查毒素(如黄曲霉素等),食品添加剂,变质的蔬菜、水果、可(kě)可(kě)豆、巧克力、脂肪、蜂蜜、糖蛋等的质量。(6)在地质、考古等部门,可(kě)起到发现各种矿物(wù)质,判别文(wén)物(wù)化石的真伪。(7)在公安部门可(kě)检查指纹、测定密写字迹等。
随着新(xīn)冠的出现,让公众对于公共和居家健康有(yǒu)了一个全新(xīn)的认识,可(kě)以看到未来深紫外LED市场的潜力与发展前景,以生活健康為(wèi)主题的深紫外LED产品会成為(wèi)市场的主流推广对象。
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