Tapke mikroobe UVC LED-idega!
Inimeste võitlus viirustega on kestnud juba pikka aega. Keemiliste desinfitseerimisvahendite tapmisvõime on piiratud, kuna mikroorganismid, nagu viirused ja bakterid, võivad arendada resistentsust. Ultraviolett (UV) valgus on tõhusam meetod vee, õhu ja pindade desinfitseerimiseks ja steriliseerimiseks, muutes selle tõhusamaks relvaks koroonaviiruse vastu.
Wuhan Huoshenshani haigla meditsiinitöötajate kaitseriietuse desinfitseerimiseks, et vältida uue koroonaviiruse levikut väljapoole, ehitati kohapeal UVC LED-idega desinfitseerimistelk, mis on täiesti uus desinfitseerimismeetod. Ruumis, mille pindala on 1,5mx 0,75m x 2m, on paigaldatud mitmekihiline sünteetilisest kiust sein ning lae, seina ja põranda peegeldavad pinnad on varustatud UVC-kiirguritega alates Ameerika tarnija Bolb. 30-sekundilise desinfitseerimisprotsessi ajal doseeris UVC LED 6 mJ/cm2 ja heledus oli alati 200 μW/cm2. Valguse lainepikkus 265–280 nm hävitab geneetilise teabe, peatades sellega viiruse leviku või takistades selle nakatamist teistesse rakkudesse.
Kunstlik UV-allikas
Elavhõbeda{0}}põhiseid kiirgusallikaid on pikka aega kasutatud UV-valguse, näiteks gaasi tekitamiseks, kasutades madala-rõhu ja keskmise-rõhuga elavhõbeda-auru (Hg) lampe, mis toota gaaslahendusega UV-valguse abil valgust 185–405 nm spektris. Hõõglahendust saab kasutada ka ultraviolettkiirguse genereerimiseks spektrivahemikus 185–405 nm ultraviolettkiirguse külmkatoodtorude (UV-CCL- või UV-lambid) abil.
UV LED-id kiirgavad läbi elektroluminestsentsi UV-kiiri spektrivahemikus 227–405 nm. UVC LED-ide kasutamisel on lainepikkused eriti lühikesed (vahemikus 260–270 nm), et tagada tugevaim bakteritsiidne toime. Joonis 1 illustreerib näidet Cryptosporidiumist, parasiidist, mis on puhastamata joogivees eriti vastuvõtlik levikule. Teistel patogeenidel, bakteritel ja viirustel on väga sarnased omadused.
LED-id pakuvad ka suurepärast stabiilset spektraalset väljundit teatud temperatuuritingimustes praktiliselt piiramatu arvu lülitustsüklitega, muutes need ideaalseks mobiilsete lahenduste jaoks, mis nõuavad viivituseta täielikku valgusvõimsust.
Mitu relva
Ultraviolettvalguse lainepikkuste vahemik on 100–400 nm ja see on palja silmaga nähtamatu. Nende sagedused jagunevad UVA, UVB ja UVC sagedusaladeks ning erinevatel ribadel on organismidele erinev mõju.
LED-id võimaldavad meil üsna palju otsustada, millist lainepikkust valida. Võrreldes UVB- ja UVC-kiirtega, on UVA-LED-idel lainepikkusega 315–400 nm tugevam tungimine hajutatud bioloogilistesse kudedesse, näiteks inimese nahasse. UVA LED-e saab kasutada sellistes valdkondades nagu hambaravi ja kosmeetika, näiteks solaariumistuudiod ja küünestuudiod. Tööstuses kasutatakse UVA LED-e vaikude, liimide ja värvide kõvendamiseks.
UVB LED-kiirte lainepikkus on 280–315 nm ja hajutatud bioloogiliste kudede läbitung on suhteliselt nõrk, kuid need on hajusamad. UVB-kiired soodustavad D-vitamiini teket organismis, mistõttu kasutatakse UVB LED-e peamiselt fototeraapias ja dermatoloogilises ravis.
Puudub kaitse UVC kiirte eest
UVC LED-ide suure{0}energiaga valgus hajub üha enam bioloogilistesse kudedesse. Need kiired, mille lainepikkus on 100–280 nm, ei tungi eriti sügavale kudedesse, kuid võivad põletada kaitsmata nahka. Kuna Maa atmosfääri osoonikiht neelab päikesevalguse loomulikku UVC-kiirgust, pole miski Maal loonud UVC-kiirte vastu kaitsemehhanismi, samuti ei ole seda teinud viirused ja bakterid. See haavatavus muudab kunstliku UVC-valguskiirguse eriti tõhusaks steriliseerimis- ja desinfitseerimismeetodiks.
Joonis 1: Cryptosporidium ja teised bakterid ja viirused on UVC LED-kiirte suhtes kõige tundlikumad, seega on UVC LED-ide lainepikkused kõige tõhusamad. Allikas: Stanley
UVC LED-id praktikas
Iga mikroorganism reageerib UVC-kiirgusele erinevalt, mistõttu tuleks kiirguse intensiivsust kohandada soovitud väljasuremiskiirusega, mis on hukkunud mikroorganismide arv. UV-kiirguse intensiivsus on pöördvõrdeline kauguse ruuduga, mis tähendab, et UV-kiirgus kaotab oma efektiivsuse kiiresti, kui kaugus kiirgusallikast suureneb, mistõttu peavad steriliseerimist vajavad objektid olema võimalikult lähedal. emitter.
Viirused, sealhulgas uus koroonaviirus, levivad sageli õhus, seetõttu soovitatakse kliimaseadmetes kasutada UVC LED-e. Lisaks soovitud väljasuremiskiirusele tuleb arvestada ka õhuvoolu ja õhuvoolu geomeetriaga.
Ultraviolettvalgus lainepikkusega 254 nm on osutunud eriti tõhusaks mikroorganismide hävitamisel, kuigi see võib otse pealekandmisel kahjustada nahka ja silmi. Teisest küljest võib "kaug-ultraviolett" (207–222 nm) inaktiveerida enamiku õhus levivatest patogeenidest, kahjustamata inimkudesid.
Desinfitseerige pinnad
Pindade kaudu võivad levida ka muud viirused ja bakterid, sealhulgas gripp, noroviirus, rotaviirus, streptokokk ja salmonella. Suuremate pindade desinfitseerimiseks sobiks Lextari väikese võimsusega PU35CL1.0 UVC LED väljundvõimsusega 2-4mW ja 20mA; seda saab kasutada ka jookide pastöriseerimiseks, antibakteriaalse toidu pakendamiseks ja hambaharjade desinfitseerimiseks.
Väiksemate paigalduste jaoks tutvustab Bolb kompaktseid keskmise võimsusega S3535-DR100-W272-P40 UVC LED-e, mille mõõtmed on 3,5 x 3,5 x 0,9 mm3. 40mW alalisvoolutarbimisega ja vaid 100mA vooluga paistab see silma madalaima voolutarbe ja madalaima soojusvõimsusega maailmas.
Suure võimsusega segmendis tutvustas Bolb S6060-DR250-W272-P100 UVC LED-i, mis on võimsaim komponent, mille alalisvoolutarve on 100 mW 250 mA juures.
Bolbi UVC LED-id sobivad eriti hästi joogivee töötlemiseks ja vee desinfitseerimiseks basseinides või haagismajades, samuti rakendustes, mis hõlmavad rangemaid kiirgusintensiivsuse nõudeid (W/m2), nagu tööstuslikud filtreerimissüsteemid, õhupuhastid, meditsiinilised desinfitseerimiskastid ja tolmuimejad.
Joonis 2: suure võimsusega - Bolbi suure võimsusega UVC LED-ide voolutarve on 100 mW 250 mA juures (koos paigaldusega ja ilma)
UV-LED-de valikukriteeriumid
UV-LED-de peamine valikukriteerium on valgusvihu nurk, mis on mõnes rakenduses nõutav. Bolbi UVC LED-ide valgusvihu nurk on 150 kraadi ja neid saab vastavalt vajadusele Ledili läätsede abil veelgi teravustada. Kuna see vähendab kiiritatavat pinda, suurendab see ka kiirgusenergiat ruutmeetri kohta, mis tähendab, et sama energiaväljundi kasutamisel on vaja vähem kokkupuuteaega. Erinevad UV-läätsed koos ühilduva klaasiga võimaldavad hõlpsalt reguleerida kiirgustihedust erinevatel eesmärkidel. UV-läätsede jaoks kasutab Ledil spetsiaalset silikooni, mis on spetsiaalselt ühilduv UVC lainepikkustega, samuti alumiiniumpeegleid, millel on kõrge peegeldusvõime kõigi UV-lainepikkuste jaoks, eriti desinfitseerimiseks.
Teised UV-LED-de valikukriteeriumid hõlmavad riiklikke UV-standardeid, erinevate materjalide peegelduvust (joonis 3), soojusjuhtimist, draivereid, energiatarbimist ja pöördruuduseadust, mis määravad ära, kuidas kiire intensiivsus allikast eemaldudes väheneb.
Joonis 3: Erinevatel materjalidel on erinev UV-peegelduse tase, mida tuleb projekteerimisetapis arvestada.
Bolbi Blazari pinnakiirgurid vastavad paljudele nendest kriteeriumidest. Sellel UVC-moodulil on 25 LED-i (5 × 5) ja 55-kraadine reflektor, et saavutada 2 W efektiivne väljund, samas kui energiatarve on vaid 1,25 A.
Praegu töötame välja Multi{0}}UV LED-tooteid. Nad kasutavad kahe-lainepikkusega kiipe, mis edastavad mitut UV-lainepikkust (nt UVA ja UVC), muutes need mitmekülgseks relvaks viiruste, bakterite ja muude patogeenide vastu.
