针对疫情,深紫外LED能(néng)在哪些地方发挥作用(yòng)呢(ne)?
面对来势汹汹的新(xīn)冠疫情,深紫外产品在公众防卫上的关注度迅速上升。而针对此次疫情,深紫外LED能(néng)在哪些环节发挥消毒作用(yòng),可(kě)能(néng)有(yǒu)些朋友就所知的不多(duō)了。
紫外線(xiàn)中波長(cháng)较短的深紫外線(xiàn)正被用(yòng)于医疗、公共场所等多(duō)种杀菌消毒领域。从光源来看,目前市场主要以紫外汞灯和深紫外LED為(wèi)主。下面合创智能(néng)就从当下紫外汞灯的杀菌原理(lǐ)和主流形式、UVC-LED的现况以及与疫情相关的部分(fēn)详细说说:
紫外汞灯的杀菌原理(lǐ)和三种主流形式
紫外汞灯形式多(duō)种,如低压汞灯,高压汞灯,无极汞灯等,从波長(cháng)的角度划分(fēn),其杀菌原理(lǐ)不外乎3种,一种是185nm的汞灯,其可(kě)将空气中的氧气变成臭氧,利用(yòng)臭氧的强氧化作用(yòng)无死角、有(yǒu)效地杀灭细菌,但同时其缺点十分(fēn)明显,185nm紫外線(xiàn)杀菌灯产生的臭氧会强烈刺激人的呼吸道,可(kě)能(néng)会造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发支气管炎和肺气肿等。第二种是254nm的汞灯,主要利用(yòng)直接照射微生物(wù)的DNA和RNA,运UVC波長(cháng)能(néng)破坏微生物(wù)染色體(tǐ)的原理(lǐ)来杀菌;第三种是采用(yòng)UVA波段的紫外線(xiàn)的光触媒技术。
目前,超五千台紫外灯具已送达雷神山(shān)和火神山(shān)医院,据悉,首批紫外灯具包括了数百台消费車(chē)以及上千支紫外線(xiàn)消毒灯,紫外線(xiàn)消毒車(chē)将用(yòng)于病人的转运,紫外線(xiàn)消毒灯则可(kě)应用(yòng)于手术后各种消毒场景。
而在此次疫情中,除了紫外線(xiàn)消毒車(chē)和灯具直击疫情现场,还有(yǒu)像您一样,購(gòu)买紫外汞灯进行室内消毒外,由于口罩紧缺,与公众相关的、且最多(duō)被提及的则是通过紫外線(xiàn)灯法来消毒口罩以延長(cháng)口罩寿命。
因為(wèi)价格低廉,技术成熟等因素,目前市场上大部分(fēn)的水处理(lǐ),工业杀菌,医院杀菌,室内杀菌等产品还主要是汞灯的市场,但从長(cháng)遠(yuǎn)的角度来看,由于《水俣公约》生效,紫外汞灯含汞,未来依然会渐渐退出历史舞台。
深紫外LED的消毒體(tǐ)验现况及与疫情的结合点
与254nm汞灯的杀菌消毒同理(lǐ),深紫外LED(UVC-LED)主要利用(yòng)200nm-280nm波段对微生物(wù)(细菌、病毒、芽孢等病原體(tǐ)) 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。尽管目前UVC-LED还处于刚刚起步阶段,其性价比和发光效率与汞灯相比还有(yǒu)一定距离,但UVC-LED凭借安全、环保、小(xiǎo)巧、高效、低耗等性能(néng)以及无化學(xué)残留的特性,已经在表面便携式杀菌、母婴市场、静态水处理(lǐ)上得到了比较多(duō)的应用(yòng)。
目前公共场所以及生活用(yòng)品对健康卫生的要求正在不断提高,而UVC-LED正可(kě)以在这领域发挥重要的作用(yòng)。比如说把UVC-LED模组应用(yòng)在加湿器上,避免了水放置長(cháng)时间后细菌滋生的情况,确保了家用(yòng)环境卫生。同时,在餐具、母婴袋等生活用(yòng)品,也有(yǒu)不少UVC-LED便携式杀菌消毒产品。而在医院,如医护人员用(yòng)到的红外線(xiàn)體(tǐ)温计、听诊器、血压计袖套、手机、眼镜等也可(kě)以通过UVC-LED消毒器来完成消毒。
值得关注的是,大部分(fēn)病毒的RNA结构相对简单,运用(yòng)相应剂量的UVC-LED可(kě)有(yǒu)效杀灭相应的病菌(2019-nCov是由RNA复制,更难处理(lǐ)),尤其是在医疗环境下,UVC-LED属于广谱杀菌,能(néng)有(yǒu)效杀灭常见的病毒细菌,是高效便捷的杀菌消毒方案。基本上常见的活體(tǐ)病毒都能(néng)高效灭杀,达到相应的照度或者光功率后,几秒(miǎo)内就能(néng)灭杀了。但医院的紫外灯对于大空间空气杀毒相对比较慢,但应也不会超过两个小(xiǎo)时。此前非典时期中國(guó)疾病预防控制中心病毒病预防控制所的专家董小(xiǎo)平所在的研究小(xiǎo)组发现,SARS病毒对热辐射和UVC敏感,研究人员应用(yòng)强度大于90μW/cm²的UVC照射冠状病毒,30分(fēn)钟就可(kě)以杀灭SARS病毒。这也是為(wèi)什么这几年,更多(duō)UVC用(yòng)在医疗卫生杀毒领域,以及水、空气处理(lǐ)等方面。
这也能(néng)很(hěn)好地解释,為(wèi)什么当再次出现重大疫情时,会有(yǒu)那么多(duō)和您一样关注紫外線(xiàn)消毒方法及UVLED在公众防护方面的作用(yòng)。根据新(xīn)发布的《新(xīn)型冠状病毒肺炎诊疗快速指南》,75%酒精、乙醚、氯仿、甲醛、含氯消毒剂、过氧乙酸和紫外線(xiàn)均可(kě)灭活病毒。
相信在结合其他(tā)防护措施下,UVC能(néng)在一定程度上有(yǒu)效防控此次新(xīn)型冠状病毒2019-nCov疫情扩散。而UVC-LED整个产业链势必也会加快新(xīn)型冠状病毒紫外照射灭菌试验及研究。
目前来看,针对便携式杀菌、小(xiǎo)家電(diàn)杀菌产品等,不同的使用(yòng)环境,对应UVC-LED的光功率、作用(yòng)时间、以及发射角度会有(yǒu)所不同,比如对于一些便捷式的小(xiǎo)杀菌产品,这类产品主要使用(yòng)与日常生活的接触比较多(duō)的工具,比如手机餐具等等,这种在使用(yòng)前采用(yòng)低光功率的UVC-LED(2-5mW)照射几秒(miǎo)-几十秒(miǎo)就可(kě)以使用(yòng);而对于一些杀菌水杯,由于其存在细長(cháng)型结构,所以UVC-LED要设计成60或者30度的发光角度,以使其照射距离更遠(yuǎn),同时考虑UVC波段在水中的衰减,这种产品,一般均会采用(yòng)10mW左右的光功率产品;另外在低流速的饮水机上,则光功率基本均需要50-100mW甚至更大,而由于功率越大,成本更高,目前部分(fēn)厂家会结合集中手段进行过滤杀菌,只在出水口的最好阶段增加UVC-LED的杀菌模组,这样会降低不少成本。
所以,仅从当前来看,在水处理(lǐ),工业杀菌,医院杀菌,室内杀菌等方面仍以紫外汞灯為(wèi)主,UVC-LED则可(kě)以在家電(diàn)、便携式杀菌消毒上发挥重要作用(yòng),将非常有(yǒu)利于降低和隔离居家、公共场所病毒细菌的扩散。
从長(cháng)遠(yuǎn)看,随着汞灯慢慢退出历史舞台,UVC-LED会继续往高功率,高光效发展,波長(cháng)也会继续往低波段的发展。而对于UVC-LED的封装也提出更高的要求,如何进一步提升散热和抗紫外特性将会是重要的挑战。目前市场最主流的封装形式為(wèi)石英玻璃通过抗紫外胶水粘结在带腔體(tǐ)上,这种封装形式在目前低光效水平上在部分(fēn)使用(yòng)环境是问题不大的,但随着光效提升,亮度功率提升,全无机看似是UVC-LED目前的最优解。而國(guó)外其实也已经开发出了一种比较特殊的氟树脂,其耐UVC的效果优异,但其封装工艺复杂,暂时不具备量产水平。如果进步明显,树脂封装在后续市场上也会占据一席之地。
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