据美国约翰斯·霍普金斯大学疫情实时监测系统显示,截至美东时间4月20日下午6时,美国已至少有新冠病毒感染病例782159例,包括死亡病例41816例。面对来势汹汹的新冠病毒,加州大学圣巴巴拉分校的固态照明和能源电子中心(SSLEEC)和成员公司正在加紧开发UV LED,以对抗病毒的威胁。

研究人员通过在碳化硅(SiC)衬底上沉积半导体合金AlGaN薄膜来制备更高质量的UV LED,这与目前广泛使用的蓝宝石衬底不同。

克里斯·佐尔纳(Christian Zollner,从事该UV LED项目的博士生研究人员之一)表示,与蓝宝石相比,使用碳化硅作为衬底能够更有效地生长出高质量的UVC半导体材料,因为碳化硅的原子结构与与AlGaN的原子结构非常匹配。他说:“一般来说,衬底和薄膜的结构(原子晶体结构)越相似,就越容易获得高质量的材料。质量越高,LED的效率和性能就越好。碳化硅并非完美的匹配材料,但它能使材料达到高质量,而不需要昂贵的额外方法。而且,它比“理想的”氮化铝基板便宜,使其更适合大规模生产”。

研究人员最初设想他们的UVC LED在世界上清洁水稀缺的地区作为便携式、快速作用的水消毒剂。COVID-19的蔓延促使他们考虑该技术作为病毒消毒剂和去污剂的潜力应用。Zollner说,除了用于水卫生目的UVC LED,UVC LED还可以集成到无人在场时开启的系统中。

“一个主要的应用是在医疗情况下——个人防护设备的消毒,包括表面、地板、暖通空调系统等等。” Zollner说,他的工作集中在推进用于卫生和净化目的的UV LED技术。他补充说,在医疗领域,UV-C消毒产品的小市场已经存在。

加州大学圣塔芭芭拉分校材料系教授Steve DenBaars正在监督该项目。他说,“我们就是这么做的。我们提高了灯的效率和功率。因此,随着灯的效率和功率的增加,消毒所需的时间也随之减少。在一个案例中,我看到他们能够在30秒内对整个表面进行消毒——SSLEEC成员公司首尔半导体在4月初报道了他们的紫外线LED产品在在30秒内杀灭99.9%的新冠状病毒。

研究人员希望他们更高效的UV LED可以帮助其他公司开发新技术来应对COVID-19。如果美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)确认该技术可行,那么最终将可以在美国任何地方使用。

DenBaars说:“然后我们认为它最终将被用于个人防护装备的消毒剂中,NIH最近已经证明了这一点。” “希望有一天空调也能这样,因为众所周知,飞机或公共汽车上的空气目前尚未进行有效的消毒。”

含酒精的清洁剂会导致表面随着时间的流逝而变质,这是保护设备的问题。但是UV LED并非如此,这可能会改变游戏规则。

针对这次疫情,绿吧(Greenbar)智能推出的火兔、火鸟系列消毒灭菌产品,采用最新的UV LED 技术,使用20*20英寸的AlGaN芯片,研发出高功率的LED杀菌灯,可以有效的缓解生活与疫情中的细菌、病毒的危害。

 

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