Lladd germau gyda UVC LEDs!
Mae'r frwydr ddynol yn erbyn firysau wedi bod yn mynd ymlaen ers amser maith. Mae diheintyddion cemegol yn gyfyngedig yn unig yn eu gallu i ladd oherwydd gall micro-organebau, megis firysau a bacteria, ddatblygu ymwrthedd. Mae golau uwchfioled (UV) yn ddull mwy effeithiol o ddiheintio a sterileiddio dŵr, aer ac arwynebau, gan ei wneud yn arf mwy effeithiol yn erbyn y coronafirws.
Er mwyn diheintio dillad amddiffynnol staff meddygol yn Ysbyty Wuhan Huoshenshan i atal y coronafirws newydd rhag lledaenu i'r tu allan, adeiladwyd pabell diheintio gyda UVC LEDs yn lleol, sy'n ddull diheintio newydd sbon. Mewn ystafell ag arwynebedd o 1.5mx 0.75m x 2m, gosodir wal ffibr synthetig aml-haen, ac mae arwynebau adlewyrchol y nenfwd, y wal a'r llawr yn cynnwys allyrwyr UVC o y cyflenwr Americanaidd Bolb. Yn ystod y broses ddiheintio 30 eiliad, dosiodd yr UVC LED ar 6mJ / cm2 ac roedd y disgleirdeb bob amser yn 200μW / cm2. Mae'r donfedd golau 265 i 280nm yn dinistrio gwybodaeth enetig, a thrwy hynny yn atal lledaeniad y firws neu'n ei atal rhag heintio celloedd eraill.
Ffynhonnell UV artiffisial
Mae ffynonellau ymbelydredd seiliedig ar fercwri wedi cael eu defnyddio ers tro i gynhyrchu golau UV, megis nwy gan ddefnyddio -lampau gwasgedd isel a chanolig-mercwri-anwedd (Hg), sy'n cynhyrchu golau yn y sbectrwm 185 i 405nm trwy ollwng nwy golau UV. Gellir defnyddio gollyngiad glow hefyd i gynhyrchu golau uwchfioled yn yr ystod sbectrol o 185 i 405 nm trwy diwbiau cathod oer uwchfioled (UV-CCL neu lampau UV).
Mae LEDs UV yn allyrru pelydrau UV yn yr ystod sbectrol o 227 i 405 nm trwy electroluminescence. Pan ddefnyddir UVC LEDs, mae'r tonfeddi yn arbennig o fyr (rhwng 260 a 270nm) i ddarparu'r effaith germicidal cryfaf. Mae Ffigur 1 yn dangos enghraifft Cryptosporidium, parasit sy'n arbennig o agored i gael ei drosglwyddo mewn dŵr yfed heb ei buro. Mae gan bathogenau, bacteria a firysau eraill nodweddion tebyg iawn.
Mae LEDs hefyd yn darparu allbwn sbectrol sefydlog rhagorol o dan amodau tymheredd penodol gyda nifer bron anghyfyngedig o gylchoedd newid, gan eu gwneud yn ddelfrydol ar gyfer datrysiadau symudol sydd angen allbwn golau llawn yn ddi-oed.
Arfau lluosog
Mae gan olau uwchfioled ystod tonfedd o 100 i 400 nm ac mae'n anweledig i'r llygad noeth. Rhennir eu hamleddau yn fandiau UVA, UVB ac UVC, ac mae gwahanol fandiau yn cael effeithiau gwahanol ar organebau.
Mae LEDs yn caniatáu inni benderfynu fwy neu lai pa donfedd i'w ddewis. O'i gymharu â phelydrau UVB a UVC, mae gan LEDau UVA â thonfeddi o 315 i 400nm dreiddiad cryfach mewn meinweoedd biolegol gwasgaredig fel croen dynol. Gellir defnyddio LEDs UVA mewn meysydd fel deintyddiaeth a cholur, megis stiwdios lliw haul a stiwdios ewinedd. Mewn diwydiant, defnyddir UVA LED i wella resinau, gludyddion a phaent.
Mae gan belydrau UVB LED donfeddi o 280 i 315nm ac mae ganddynt dreiddiad cymharol wan o feinwe biolegol gwasgaredig, ond maent yn fwy gwasgaredig. Mae pelydrau UVB yn hyrwyddo ffurfio fitamin D yn y corff, a dyna pam mae LEDs UVB yn cael eu defnyddio'n bennaf mewn triniaethau ffototherapi a dermatolegol.
Dim amddiffyniad rhag pelydrau UVC
Mae golau ynni uchel o LEDau UVC yn gynyddol wasgaredig mewn meinwe biolegol. Nid yw'r pelydrau hyn, sydd â thonfeddi o 100 i 280 nm, yn treiddio meinwe yn arbennig o ddwfn, ond gallant losgi croen heb ei amddiffyn. Gan fod yr haen osôn yn atmosffer y Ddaear yn amsugno ymbelydredd UVC naturiol golau'r haul, nid oes dim ar y Ddaear wedi adeiladu mecanwaith amddiffyn rhag pelydrau UVC, na firysau a bacteria ychwaith. Mae'r bregusrwydd hwn yn gwneud arbelydru golau UVC artiffisial yn ddull arbennig o effeithiol o sterileiddio a diheintio.
Ffigur 1: Cryptosporidium a bacteria a firysau eraill sydd fwyaf sensitif i pelydrau UVC LED, felly tonfeddi UVC LEDs sydd fwyaf effeithiol. Ffynhonnell: Stanley
LEDs UVC yn ymarferol
Mae pob micro-organeb yn ymateb yn wahanol i ymbelydredd UVC, a dyna pam y dylid addasu dwyster yr ymbelydredd i'r gyfradd difodiant a ddymunir, sef nifer y micro-organebau sy'n cael eu lladd. Mae dwyster ymbelydredd UV mewn cyfrannedd gwrthdro â sgwâr y pellter, sy'n golygu bod ymbelydredd UV yn colli ei effeithiolrwydd yn gyflym wrth i'r pellter o'r ffynhonnell ymbelydredd gynyddu, a dyna pam y dylai gwrthrychau y mae angen eu sterileiddio fod mor agos â phosibl at y allyrrwr.
Mae firysau, gan gynnwys y coronafirws newydd, yn aml yn cael eu cludo yn yr awyr, felly argymhellir defnyddio UVC LEDs mewn systemau aerdymheru. Yn ogystal â'r gyfradd difodiant a ddymunir, rhaid ystyried llif aer a geometreg llif aer hefyd.
Dangoswyd bod golau uwchfioled gyda thonfedd o 254nm yn arbennig o effeithiol wrth ladd micro-organebau, er y gall fod yn niweidiol i'r croen a'r llygaid pan gaiff ei gymhwyso'n uniongyrchol. Ar y llaw arall, gall golau "uwchfioled pell" (207 i 222 nm) hefyd anactifadu'r rhan fwyaf o bathogenau yn yr awyr yn fras heb niweidio meinwe dynol agored.
Diheintio arwynebau
Gall firysau a bacteria eraill ledaenu trwy arwynebau hefyd, gan gynnwys y ffliw, norofeirws, rotafeirws, streptococws, a salmonela. Os bydd arwynebau mwy yn cael eu diheintio, byddai pŵer isel Lextar PU35CL1.0 UVC LED yn gynnyrch addas gydag allbwn o 2-4mW a 20mA; gellir ei ddefnyddio hefyd i basteureiddio diodydd, ar gyfer pecynnu bwyd Gwrthfacterol, a glanweithio brwsys dannedd.
Ar gyfer gosodiadau ar raddfa lai, mae Bolb yn cyflwyno'r LEDau UVC canolig cryno pŵer S3535-DR100-W272-P40 sy'n mesur 3.5 x 3.5 x 0.9mm3. Gyda defnydd pŵer DC o 40mW a cherrynt o ddim ond 100mA, mae'n sefyll allan gyda'r defnydd pŵer isaf a'r allbwn gwres isaf yn y byd.
Yn y segment pŵer uchel, cyflwynodd Bolb y S6060-DR250-W272-P100 UVC LED, yr elfen fwyaf pwerus gyda defnydd pŵer DC o 100mW ar 250mA.
Mae LEDs UVC Bolb yn arbennig o addas ar gyfer trin dŵr yfed a diheintio dŵr mewn pyllau nofio neu RVs, yn ogystal â chymwysiadau sy'n ymwneud â gofynion dwyster ymbelydredd llymach (W / m2), megis systemau hidlo diwydiannol, purifiers aer, blychau diheintio meddygol a sugnwr llwch.
Ffigur 2: Allbwn Uchel - Mae gan LEDs UVC Pŵer Uchel Bolb ddefnydd pŵer o 100mW ar 250mA (gyda mowntio a hebddo)
Meini prawf dewis ar gyfer UV LEDs
Maen prawf dethol allweddol ar gyfer UV LEDs yw'r ongl trawst, sy'n ofynnol mewn rhai ceisiadau. Mae gan LEDs UVC Bolb ongl pelydr o 150 gradd a gellir eu canolbwyntio ymhellach gan ddefnyddio lensys Ledil yn ôl yr angen. Oherwydd bod hyn yn lleihau'r arwyneb sy'n cael ei arbelydru, mae hefyd yn cynyddu'r ynni radiant fesul metr sgwâr, sy'n golygu bod angen llai o amser amlygiad wrth gymhwyso'r un allbwn ynni. Mae lensys UV gwahanol gyda gwydr cydnaws yn caniatáu addasu'r allbwn arbelydru yn hawdd at wahanol ddibenion. Ar gyfer y lensys UV, mae Ledil yn defnyddio gradd arbennig o silicon sy'n gydnaws yn benodol â thonfeddi UVC, yn ogystal â drychau alwminiwm ag adlewyrchedd uchel ar gyfer pob tonfedd UV, yn enwedig ar gyfer cymwysiadau diheintio.
Mae meini prawf dethol eraill ar gyfer UV LEDs yn cynnwys safonau UV cenedlaethol, adlewyrchedd gwahanol ddeunyddiau (Ffigur 3), rheolaeth thermol, gyrwyr, defnydd pŵer, a'r gyfraith sgwâr gwrthdro, sy'n pennu sut mae dwyster trawst yn lleihau wrth iddo symud i ffwrdd o'r ffynhonnell.
Ffigur 3: Mae gan wahanol ddeunyddiau lefelau gwahanol o adlewyrchiad UV y mae'n rhaid eu hystyried yn ystod y cyfnod dylunio.
Mae allyrwyr arwyneb Bolb's Blazar yn bodloni llawer o'r meini prawf hyn. Mae gan y modiwl UVC hwn 25 LED (5 × 5) ac adlewyrchydd 55 gradd i gyflawni allbwn effeithiol 2W tra bod y defnydd o bŵer yn ddim ond 1.25A.
Yn datblygu cynhyrchion Aml-UV LED ar hyn o bryd. Maent yn defnyddio sglodion tonfedd deuol sy'n darparu tonfeddi UV lluosog, megis UVA ac UVC, gan eu gwneud yn arf amlbwrpas yn erbyn firysau, bacteria a phathogenau eraill.
