UVC：次世代消毒殺菌技術
发布时间：2022-04-02 16:00
来源：萤光创新
UVC:健康光源の第一選択
UV(Ultraviolet)とは、波長10 nm~400 nmの電磁波、すなわち紫外線を指す。波長によって紫外線を長波紫外線(UVA)、中波紫外線(UVB)、短波紫外線(UVC)に分けることができ、波長はそれぞれ320-400 nm、280-320 nm、100-280 nmである。
UVCはUVA、UVBに比べて人体への影響は小さい。
UVAは透過能力が強く、皮膚の真皮層に達することができる一方、UVAは皮膚中のメラニン前駆体を直接メラニンに転化させ、皮膚を急速に黒化させる。一方、UVAは皮膚に活性酸素ラジカルを生じさせ、長期作用は皮膚に大きな酸化圧力をもたらし、皮膚中のコラーゲン、エラスチン、DNA損傷を招き、皮膚の老化、弾力性の喪失、しわを生じさせる。UVBは主に皮膚表層に作用し、UVBは表皮基底層のメラニン細胞中のチロシンを活性化してメラニンを合成し、メラニンが形成された後、徐々に最外層に移動し、皮膚を黒化し、赤斑が現れ、日焼けさせる。要するに、UVA、UVBは人体の皮膚に対してすべて損害があって、UVCはUVA、UVBに比べて人体に対する傷害がとても低くて、これはUVCの波長がとても短くて、貫通力がとても低くて、皮膚の表皮に深く入り込むことができないためです。
UVCは殺菌消毒効果が強く、ウイルスの滅活がより徹底している。
人々はいつも日光浴の方式を採用して食品の上の病菌を消滅して、消毒、品質保証の作用を達成して、そして日光消毒の作用原理に基づいて、次第に人工紫外線技術を発展しました。紫外線は誘変剤であり、微生物の放射線損傷と核酸の機能破壊によって微生物を致死させ、消毒の目的を達成する。紫外線は、特定の波長範囲(主にUVC)および十分に高い用量で、細菌やウイルスなどの微生物細胞中のDNAまたはRNAの隣接するピリジン分子間に異常な化学結合を形成し、DNAまたはRNAの複製を阻害し、微生物細胞の死をもたらす。深紫外半導体はUVC波長の深紫外線を発することで殺菌消毒の効果がある。
化学殺菌消毒に比べて、紫外線の優位性は殺菌効率が高く、滅活は一般的に数秒以内に完成し、他の化学汚染物質を発生しないことである。第一線の医療衛生機構では、重要な殺菌消毒設備でもある。紫外線の波長が短いほど周波数が高く、含まれるエネルギーが高いため、UVAやUVBに比べて、UVCの殺菌能力が強く、効果が速い。
UVCは自然界で最も殺菌効果の高い紫外線ですが、太陽光の中のUVCを直接利用するのは難しいです。これは、UVCは波長が短いため、大気中でオゾン層に吸収され、散乱され、地面に到達できないため、人工UVCが特に重要になっているからです。
UVCは明らかな優位性を持っている:小型化、毒害がなく、使用が便利である。
現在殺菌消毒に用いられている紫外光源は主に2種類ある:伝統的な水銀ランプと紫外LED。水銀ランプは現在紫外線消毒、硬化と露光の最も主流の製品であり、このランプの原理は簡単で、陰極線管が打ち出す高エネルギー電子が水銀蒸気を励起する原子は励起状態を呈し、励起状態電子は基底状態に戻って紫外光を放出する。紫外LEDは半導体発光原理を利用してUV帯域を製造する光源であり,アルミニウムインジウムガリウム窒素材料の配合比変化により,種々の異なる帯域の紫外線と可視光を作ることができる。
紫外LEDと比較して、伝統的な水銀ランプにはいくつかの欠点がある:サイズが大きい;起動時間が長く、すぐに開くことができない。壊れやすく、使用寿命が短い。猛毒で、破裂後に水銀の漏れをもたらし、環境を汚染し、人体の健康に深刻な危害を及ぼす。従来の水銀ランプの多くの欠点に比べて、深紫外半導体は明らかな政策優位性と技術優位性を持ち、各種の異なる殺菌消毒方式の中で、深紫外半導体だけが同時に省エネ、すなわち開即用、空間節約、無毒無害、寿命が長く、刺激性のにおいがないなどの優れた特性を備えている。そのため、深紫外半導体は新しい環境保護、高効率紫外光源の選択肢となっている。
UVC技術の改善方向は明確で、技術の難題は絶えず突破している。
深紫外半導体のプロセスは通常のLEDのプロセスとほぼ同じであるが、UV LEDの発光材料が異なるため、選択した発光材料とパッケージ形式には一定の違いがある。UVC半導体チップは、基板とエピタキシャル層の2つの部分に分けることができる:基板は、AlNテンプレート層、N型AlGaN層、多量子井戸発光層、電子バリア層、およびP型GaNコンタクト層を含む、通常、青色LEDチップで用いられるサファイア基板に沿っている。チッププロセスは、フォトリソグラフィー、エッチングによりN型コンタクト層が漏れ、蒸着および合金により、N型、P型が電極とオーミックコンタクトを形成し、その後、薄くし、クラックすることにより、小コア粒子を選別し、絶縁シリコンシートに逆装する。
深紫外半導体は、発光するスペクトル波長が通常300 nm未満であるため、パッケージ方式の選択は光効率に影響を及ぼすが、レンズパッケージと非レンズパッケージは紫外LEDの出射に特に大きな影響を及ぼすため、製作プロセスにおいてパッケージに高い要求があり、一般的なパッケージ形式には、コーティングパッケージ(FLIP FLOP)、板上チップパッケージ(COB)、モジュールパッケージ(MODEUL)が含まれる。
10年以上の研究と発展を経て,280 nm以下の深紫外半導体外量子効率は5%を超え,対応する発光パワーは5 mWより大きく,寿命は5 000 hに達した。電力の向上は応用分野の発展を推進するが、技術が非常に成熟した青色LEDに比べて、UVC半導体はチップエピタキシャル成長が困難で、パッケージ材料が老化しやすく、光抽出効率が低いなどの3つの主要な問題がある。従って、これらの弱点を克服し、関連技術の改善を推進することが発展の重点である。
青島蛍光革新科学技術有限会社は、専門の博士後チームを持ち、紫外殺菌応用の研究に専念し、長年にわたって紫外業界を深く耕し、会社は多くの国の発明と実用新案特許を獲得した。現在、複数の殺菌モジュール類製品が市場に投入されている。詳細は、Webサイトwww.qdyingguang.を参照してください。comは会社に連絡して微信の公衆番号を請求したり注目したりします。
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