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紫外**技术与紫外光源发展趋势

日期:2021-07-25 05:50
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摘要:随着COVID-19在全球范围内2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」扩散,各种防护手段2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」**技术备受关注。医用酒精、**液、紫外辐射等都是防控新型冠状病毒传播2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」产品2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」手段。

随着COVID-19在全球范围内2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」扩散,各种防护手段2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」**技术备受关注。医用酒精、**液、紫外辐射等都是防控新型冠状病毒传播2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」产品2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」手段。相比化学**技术,紫外辐射**技术2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」性能2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」安全性究竟如何呢?随着紫外LED(UV LED)技术2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」不断发展,紫外固态光源同紫外汞灯相比,**2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」性能2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」应用场景是否存在差异?UV LED在应用领域2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」推进过程中还存在哪些亟待解决2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」难点2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」痛点?以上问题与UV LED2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」后续发展密切相关,本文将从这几方面展开分析,供大家参考。

1、紫外**技术

紫外线介于可见光波段2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」X射线之间,根据波长,紫外线可以细分为近紫外(UVA:320~400 nm)、中紫外(UVB:280~320 nm)、深紫外(UVC:200~280 nm)2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」真空紫外(VUV:10~200 nm)[1, 2],其中UVC波段2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外线能量*高,但由于其波长*短,在大气中被吸收,导致衰减严重,在近地太阳光谱中几乎不含该波段2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外光,也被称为“日盲”紫外波段。

紫外线对微生物2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」灭活机理并不复杂,主要是利用了微生物2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」核酸对紫外线2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」吸收,破坏其核酸功能,使微生物停止复制,从而实现**净化。需要指出2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」是,并不是整个紫外波段都有针对微生物2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」灭活功能,其中仅有UVC波段中位于240~260 nm区间2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外线容易被**吸收并有效作用于**2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」DNA,干扰其正常复制,导致**死亡[3],而UVA2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」UVB处于微生物吸收峰2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」范围以外,所以**效率很低,属于对**无效2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外线部分[4]。

紫外**过程中没有化学品参与反应,也不会产生**副产物。数据显示,在30 mW/cm22021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」UVC辐照强度条件下,就可以在1 s2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」时间内实现对绝大部分**接近100%2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」灭活[5]。因此,紫外**技术是一种物理**方法,具有广谱高效、快速便捷、环保无害、简单实用、易于操作等优势[6]。

紫外线在**领域2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」应用已经有相当长2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」一段历史。早在19世纪,Downes2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」Blunt[7]2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」研究中就提及了紫外线具有****2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」作用。丹麦科学家Finsen随后将紫外线应用于医疗健康领域,1903年他被授予了诺贝尔生理学或医学奖。以上说明紫外****技术早已被人类认知2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」应用●!缎滦凸谧床《痉窝追揽胤桨浮分刑岬剑滦凸谧床《径宰贤庀2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」热敏感[8, 9]。因此,在疫情防控中,除了医用酒精、含氯**剂等化学**技术以外,作为物理**方法之一2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外**技术,也是被有关机构认可2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」。

目前,紫外**技术2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」应用场景主要以工厂2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」医院这类特定场所为主,在家庭中并未普及。除了紫外**设备体积等客观因素影响,光生物安全方面2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」担忧也是影响2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」限制此类产品应用2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」一个重要原因。这种担忧主要是由于紫外线辐照可能会对人眼2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」皮肤造成损伤。需要指出2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」是,在保证安全剂量2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」前提下,紫外线很难对人2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」皮肤造成损伤,一定条件下对人体健康也是有益2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」,例如太阳光中2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外线辐照可以促进人体内生成维生素D,因此鼓励婴幼儿适当晒太阳,但是过量地晒太阳就可能导致皮肤颜色变深,甚至灼伤。综上,2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」认为,在实际使用中,需要结合紫外光源2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」特性2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」产品说明,科学规范地使用紫外**技术。在符合安全剂量2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」前提下,紫外**方法是可行2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」、有益2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」。此外,借助固态光源体积小、易集成、开关快等特点,结合成熟2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」传感技术2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」控制技术,可以有效避免因不当使用紫外线而造成2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」安全隐患。因此,在保障安全可靠2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」前提下,可以充分利用紫外**技术为人类服务。

2、紫外光源2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」对比

在灭活微生物2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」过程中,主要是240~260 nm波段2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外线起作用[10, 11]。常见2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外**产品主要基于低压汞灯输出2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外线[12]。随着氮化物材料技术2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」不断发展,基于高Al组分氮化物2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」UV LED受到关注。通过对比两种光源2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」特性,有助于认识固态光源2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外汞灯在**领域2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」性能差异。

紫外**技术2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」效率主要受光源2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」输出波长2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外辐照剂量2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」影响。2011年,柏林工业大学2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」研究团队设计制备了基于269 nm2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」282 nm2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」UV LED光源模组,利用这两种不同波长2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外固态光源对水中2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」枯草芽胞杆菌进行了灭活实验。结果表明,在相同2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外辐照剂量下,269 nm对枯草芽胞杆菌2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」灭活效果更彻底[13]。2016年,韩国首尔大学2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」研究团队研究了UV LED与低压汞灯对大肠杆菌2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」沙门氏菌2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」灭活效率[14]。结果显示,在相同2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」辐照剂量条件下,峰值波长为266 nm2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」UV LED对两种**2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」杀灭率大幅优于低压汞灯。以上实验结果表明,针对紫外线灭活某种特定微生物,相应地存在效率*高2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」一个波长。

UV LED2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」输出波长可以通过调控有源区材料2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」组分来设定,且半峰宽较窄,在10 nm左右。因此,UV LED2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」输出波长在200~365 nm之间任意可调,覆盖了UVA至UVC2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」范围。对于紫外汞灯而言,这种光源2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」光谱范围很广且无法调节,例如低压紫外汞灯主要输出253.7 nm附近2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外线[4]。针对不同微生物2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」灭活所需2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」波长2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」辐照剂量具有较大差异,因此在紫外**2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」实际研究中,很难利用汞灯来识别2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」区分具体哪个特定波长对某种微生物有*佳灭活效率。除了输出波长更具灵活性外,与紫外汞灯相比,紫外LED体积小,容易通过集成封装制备包含多种波长2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」光源?椋镏蒲腥嗽闭攵孕缘乜⒏咝2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」**光源。

紫外辐照剂量主要由光源2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」辐照强度2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」辐照时间决定。研究人员发现,使用辐照强度大于90 μW/cm22021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外线,持续照射30 min,可以有效杀灭SARS病毒,这个剂量就是针对SARS病毒2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」有效剂量[15]。新型冠状病毒也是RNA病毒,理论上紫外线是可以有效杀灭冠状病毒2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」。实践中,对新型冠状病毒2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」深紫外灭活剂量,还需要相关部门2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」机构进一步2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」实验才能明确,目前一般参照2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」是针对SARS病毒2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」灭活剂量。受晶体质量、掺杂效率、光提取效率等因素制约[1],UVC LED2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」量子效率2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」输出光功率有待提升[16]。在相同辐照距离条件下,UV LED2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外辐照强度暂时无法达到紫外汞灯2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」水平。因此,在实际使用中,需要适当提升UV LED2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」工作时间,缩短光源与被辐照面2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」距离,从而保证有效2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」**剂量。

除了输出波长2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」自由度、输出光功率2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」差异,UV LED与紫外汞灯在体积、开启速度、功耗、可靠性2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」安全性方面也存在不同。与LED相比,紫外汞灯体积较大、启动预热时间长,无法即开即用、能耗高、易碎[1, 11],且含汞,对环境2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」人体健康存在威胁[17]。随着《关于汞2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」水俣公约》2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」正式实施,传统2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」含汞光源被更加清洁高效2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」UV LED光源取代是大势所趋。借助UV LED2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」特点,传统紫外汞灯无法实现2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」技术应用场景也将会实现。例如,可以将基于UV LED光源2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外**技术同个人电子产品设备结合,开发便携式2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外**产品。

3、紫外LED发展中面临2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」问题

UV LED仍面临从核心材料到器件工艺2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」许多挑战,UV LED性能提升过程中面临2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」技术瓶颈可以参考文献[1]。随着技术进步、学科交叉、应用融合,新2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」应用领域不断产生,相应2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」标准也需要完善。我国现有2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外标准2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」测试手段主要围绕传统汞灯展开,对UV LED2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」适用性欠缺,例如,紫外汞灯**波长主要在253.7 nm,而UVC LED*佳灭活效率2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」输出波长主要分布在260~280 nm,这就为后续应用2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」解决方案带来了差异。因此,紫外LED光源迫切需要从测试到应用2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」一2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」 www.amandabialk.com 版权标准,来支撑技术2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」发展。我国有关机构已开展了紫外LED计量、标准、检测等方面2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」研究,正逐步构建匹配UVC LED应用2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」标准化体系[18]。

4、结束语

COVID-192021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」出现促使人们更加关注健康与安全,对紫外**技术2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」认识与潜在需求也在不断提高。相应地,与紫外****相关2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」UV LED产业将会得到进一步2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」发展。随着产学研用2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」深度融合,UV LED技术水平必将得到进一步2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」快速提升,基于紫外LED2021竞彩欧洲杯_2021欧洲杯足彩「外围盘口」紫外**技术也将在更大范围内得到应用与推进。

引用:中国照明网

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