UVC LED'ler ile mikropları öldürün!
İnsanların virüslere karşı mücadelesi uzun süredir devam etmektedir. Kimyasal dezenfektanların öldürme yetenekleri sınırlıdır çünkü virüsler ve bakteriler gibi mikroorganizmalar direnç geliştirebilir. Ultraviyole (UV) ışık, suyu, havayı ve yüzeyleri dezenfekte etmek ve sterilize etmek için daha etkili bir yöntemdir ve bu da onu koronavirüse karşı daha etkili bir silah haline getirir.
Wuhan Huoshenshan Hastanesi'nde yeni koronavirüsün dışarıya yayılmasını önlemek amacıyla sağlık personelinin koruyucu kıyafetlerini dezenfekte etmek amacıyla, yerel olarak yepyeni bir dezenfeksiyon yöntemi olan UVC LED'li dezenfeksiyon çadırı kuruldu. 1.5mx 0.75m x 2m alana sahip bir odada, çok -katmanlı sentetik fiber duvar kurulur ve tavanın, duvarın ve zeminin yansıtıcı yüzeyleri, UVC yayıcılarla donatılmıştır. Amerikan tedarikçisi Bolb. 30 saniyelik dezenfeksiyon işlemi sırasında, UVC LED'i 6mJ/cm2'de dozlandı ve parlaklık her zaman 200μW/cm2 idi. 265 ila 280 nm dalga boyundaki ışık, genetik bilgiyi yok eder, böylece virüsün yayılmasını engeller veya diğer hücrelere bulaşmasını engeller.
Yapay UV kaynağı
Cıva-tabanlı radyasyon kaynakları, düşük-basınçlı ve orta-basınçlı cıva-buhar (Hg) lambaları kullanan gaz gibi UV ışığı üretmek için uzun süredir kullanılmaktadır. gaz deşarjlı UV ışığı ile 185 ila 405nm spektrumunda ışık üretir. Işıma deşarjı, ultraviyole soğuk katot tüpleri (UV-CCL veya UV lambaları) aracılığıyla 185 ila 405 nm spektral aralığında ultraviyole ışık üretmek için de kullanılabilir.
UV LED'ler, elektrolüminesans yoluyla 227 ila 405 nm spektral aralığında UV ışınları yayar. UVC LED'ler kullanıldığında, en güçlü antiseptik etkiyi sağlamak için dalga boyları özellikle kısadır (260 ile 270 nm arasında). Şekil 1, arıtılmamış içme suyunda bulaşmaya özellikle duyarlı bir parazit olan Cryptosporidium örneğini göstermektedir. Diğer patojenler, bakteriler ve virüsler çok benzer özellikler sergiler.
LED'ler ayrıca, neredeyse sınırsız sayıda anahtarlama döngüsü ile belirli sıcaklık koşulları altında mükemmel kararlı spektral çıktı sağlar ve bu da onları gecikme olmaksızın tam ışık çıkışı gerektiren mobil çözümler için ideal hale getirir.
Çoklu silahlar
Ultraviyole ışık 100 ila 400 nm dalga boyu aralığına sahiptir ve çıplak gözle görülmez. Frekansları UVA, UVB ve UVC bantlarına bölünmüştür ve farklı bantların organizmalar üzerinde farklı etkileri vardır.
LED'ler, hangi dalga boyunu seçeceğimize hemen hemen karar vermemizi sağlar. UVB ve UVC ışınlarıyla karşılaştırıldığında, 315 ila 400 nm dalga boylarına sahip UVA LED'ler, insan derisi gibi dağınık biyolojik dokularda daha güçlü penetrasyona sahiptir. UVA LED'ler, bronzlaşma stüdyoları ve tırnak stüdyoları gibi diş hekimliği ve kozmetik gibi alanlarda kullanılabilir. Endüstride UVA LED'ler reçineleri, yapıştırıcıları ve boyaları kürlemek için kullanılır.
UVB LED ışınları 280 ila 315 nm dalga boylarına sahiptir ve dağınık biyolojik dokuya nispeten zayıf penetrasyona sahiptir, ancak bunlar daha dağınıktır. UVB ışınları vücutta D vitamini oluşumunu teşvik eder, bu nedenle UVB LED'ler çoğunlukla fototerapi ve dermatolojik tedavilerde kullanılır.
UVC ışınlarına karşı koruma yok
UVC LED'lerden gelen yüksek-enerji ışığı biyolojik dokuda giderek daha fazla dağılıyor. 100 ila 280 nm dalga boylarına sahip olan bu ışınlar, dokuya özellikle derinlemesine nüfuz etmez, ancak korunmasız cildi yakabilir. Dünya atmosferindeki ozon tabakası, güneş ışığının doğal UVC radyasyonunu emdiği için, Dünya'daki hiçbir şey UVC ışınlarına karşı bir savunma mekanizması inşa etmemiştir, virüsler ve bakteriler de yoktur. Bu güvenlik açığı, yapay UVC ışık ışınlamasını özellikle etkili bir sterilizasyon ve dezenfeksiyon yöntemi haline getirir.
Şekil 1: Cryptosporidium ve diğer bakteri ve virüsler UVC LED ışınlarına en duyarlıdır, bu nedenle UVC LED'lerin dalga boyları en etkilidir. Kaynak: Stanley
UVC LED'ler pratikte
Her mikroorganizma UVC radyasyonuna farklı tepki verir, bu nedenle radyasyonun yoğunluğu, öldürülen mikroorganizma sayısı olan istenen yok olma hızına uyarlanmalıdır. UV radyasyonunun yoğunluğu, mesafenin karesi ile ters orantılıdır, bu, UV radyasyonunun radyasyon kaynağından uzaklaştıkça etkinliğini hızla kaybettiği anlamına gelir, bu nedenle sterilize edilmesi gereken nesnelerin mümkün olduğunca yakın olması gerekir. yayıcı.
Yeni koronavirüs de dahil olmak üzere virüsler genellikle hava yoluyla taşınır, bu nedenle klima sistemlerinde UVC LED'lerin kullanılması önerilir. İstenen sönme hızına ek olarak, hava akışı ve hava akışı geometrisi de dikkate alınmalıdır.
254 nm dalga boyuna sahip ultraviyole ışığın, doğrudan uygulandığında cilde ve gözlere zararlı olabilmesine rağmen, mikroorganizmaları öldürmede özellikle etkili olduğu gösterilmiştir. Öte yandan, "uzak-ultraviyole ışık (207 ila 222 nm), maruz kalan insan dokusuna zarar vermeden havadaki patojenlerin çoğunu büyük ölçüde etkisiz hale getirebilir.
Yüzeyleri dezenfekte edin
Diğer virüsler ve bakteriler de grip, norovirüs, rotavirüs, streptokok ve salmonella gibi yüzeyler yoluyla yayılabilir. Daha büyük yüzeyler dezenfekte edilecekse, Lextar'ın düşük güçlü PU35CL1'i.0 UVC LED, 2-4mW ve 20mA çıkışlı uygun bir ürün olacaktır; ayrıca içecekleri pastörize etmek, antibakteriyel gıdaları paketlemek ve diş fırçalarını sterilize etmek için de kullanılabilir.
Daha küçük ölçekli kurulumlar için Bolb, 3.5 x 3.5 x 0.9mm3 ölçülerinde kompakt mid{{0}}power S3535-DR100-W272-P40 UVC LED'leri sunar. 40mW DC güç tüketimi ve sadece 100mA akım ile dünyadaki en düşük güç tüketimi ve en düşük ısı çıkışı ile öne çıkıyor.
Yüksek güç segmentinde Bolb, 250mA'da 100mW DC güç tüketimine sahip en güçlü bileşen olan S6060-DR250-W272-P100 UVC LED'i tanıttı.
Bolb'un UVC LED'leri, yüzme havuzlarında veya karavanlarda içme suyu arıtma ve su dezenfeksiyonunun yanı sıra endüstriyel filtreleme sistemleri, hava temizleyicileri, tıbbi dezenfeksiyon kutuları ve elektrikli süpürge gibi daha katı radyasyon yoğunluğu gereksinimleri (W/m2) içeren uygulamalar için özellikle uygundur.
Şekil 2: Yüksek Çıkış - Bolb'un Yüksek Güçlü UVC LED'leri, 250mA'da 100mW güç tüketimine sahiptir (montajlı ve montajsız)
UV LED'ler için seçim kriterleri
UV LED'ler için önemli bir seçim kriteri, bazı uygulamalarda gerekli olan ışın açısıdır. Bolb'un UVC LED'leri 150 derecelik bir ışın açısına sahiptir ve gerektiğinde Ledil'in lensleri kullanılarak daha fazla odaklanabilir. Bu, ışınlanan yüzeyi azalttığı için, aynı zamanda, aynı enerji çıktısını uygularken daha az maruz kalma süresi gerektiği anlamına gelen metrekare başına radyan enerjiyi de arttırır. Uyumlu camlı farklı UV lensleri, farklı amaçlar için ışık çıkışının kolayca ayarlanmasını sağlar. UV lensler için Ledil, özellikle dezenfeksiyon uygulamaları için tüm UV dalga boyları için yüksek yansıtıcılığa sahip alüminyum aynaların yanı sıra UVC dalga boylarıyla özellikle uyumlu özel bir silikon sınıfı kullanır.
UV LED'ler için diğer seçim kriterleri arasında ulusal UV standartları, farklı malzemelerin yansıtıcılığı (Şekil 3), termal yönetim, sürücüler, güç tüketimi ve kaynaktan uzaklaştıkça ışın yoğunluğunun nasıl azaldığını belirleyen ters kare kanunu yer alır.
Şekil 3: Farklı malzemeler, tasarım aşamasında dikkate alınması gereken farklı UV yansıma seviyelerine sahiptir.
Bolb'un Blazar yüzey emitörleri bu kriterlerin çoğunu karşılamaktadır. Bu UVC modülü, güç tüketimi yalnızca 1,25A iken 2W etkin çıkış elde etmek için 25 LED'e (5×5) ve 55 derecelik bir reflektöre sahiptir.
Şu anda Multi-UV LED ürünleri geliştiriyor. UVA ve UVC gibi birden fazla UV dalga boyu sağlayan çift-dalga boyu çipleri kullanırlar ve bu da onları virüslere, bakterilere ve diğer patojenlere karşı çok yönlü bir silah haline getirir.
