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UVLED应用于抑菌、杀菌、消毒之我见

作者:广州市鸿利秉一光电科技有限公司浏览次数: 日期:2017-2-16 15:34

对于由LED而延伸出来的细分应用——产生紫外光的UVLED其应用领域广泛,市场放量机会巨大!从最接地气的应用来看,应用于印刷领域的紫外光几乎全面覆盖,且被覆盖后的应用会进一步深化,即,从UV汞灯和UV金卤灯逐渐被UVLED替换掉,指日可待。

大自然中的太阳光内含紫外线照射是目前对空气、水、地表净化、杀菌抑菌最有效而廉价的来源,是大自然赋予人类生存的一份“厚礼”之一。通过技术手段,正确利用紫外线(光)、合理利用紫外线(光),将紫外线(光)的功能发挥到极致,成为人类的福祉。

 

紫外线(光):

紫外线(光)按波长从专业领域分为三个波段:

1.  波长:315nm-380nm段为长波段紫外光,简称为“UVA”;

2.  波长:280nm-315nm段为中波段紫外光,简称为“UVB”;

3.  波长:200nm-280nm段为短波段紫外光,简称为“UVC”;

 

从技术角度而言,普通的蓝光LED基本采用GaN作为发光材料,但是由于GaN的带隙为3.4eV,芯片内部产生的波长小于370nm的辐射会被GaN吸收。因此,UV-LED大都采用AlGaN作为发光材料。但是AlGaNLED需要1层带隙更大的包覆层,造成了更高的穿透位错密度,从而导致发光效率降低。随着辐射峰值波长的减小,UV-LED芯片的外量子效率逐渐降低。也就是说,要获取更短的波长,技术难度更大,需要从事UV-LED芯片厂家对应用技术研究有个持续突破的过程,同时,也需要材料研究领域的发现、获取持续衔接跟上,才有可能将UVLED达到大面积、多领域的应用纵深,让UVLED能量源源不断地服务于人类。

UVLED进入消毒、杀菌、抑菌乃至成为医疗领域的主要手段,目前正在慢慢开启,趁着这扇“门”还没完全打开的时机,就杀菌、抑菌、消毒方面,分享一些不成熟的观点,也趁机抛砖引玉。

就目前已知的、已有的应用,大多数是利用UVC波段紫外光(280nm-315nm)来实现杀菌、抑菌的,紫外光具有的广谱性可以有效杀灭各种微生物、细菌、甚至是病毒,如细菌繁殖体、芽胞、分支杆菌、病毒、真菌类、立克次体和支原体等,

 

一、紫外光杀菌的机理

1.  破坏遗传物质

细菌和病毒的繁殖与遗传都是以DNA(脱氧核糖核酸)及RNA(核糖核酸)

为结构基础,UVC波段的紫外光能有效破或坏改变细胞和病毒的核酸结构及功能。核酸吸收光谱,正好和紫外线的杀菌作用光谱几乎完全吻合,核酸是由磷酸二脂按照噤呤和嘧啶碱基配对的原则相连的多个核苷酸链,这些物质对紫外光有强烈的吸收作用,并在250-270nm波段作最大量的吸收。可以看出,当杀菌力较强的253.7nm紫外光照射微生物时,被吸收的此外光作用于核酸,紫外光子的能量被DNA中的碱基对吸收,破坏核酸分子中的一个或数个化学键,引起核蛋白或核酸的分解或改变性质,从而造成细菌或病毒内蛋白质和酶的合成障碍,致使其死亡或不能继续繁殖后代,达到杀菌、抑菌的目的。

 

  2.影响酶的活性

UVLED发出的紫外光还能影响细菌和病毒中许多酶的活性,致使蛋白分子的结构和功能发生改变,干扰蛋白质、核酸的合成,也可使细菌或病毒的毒性降低、活力降低甚至死亡。

 

3.破坏蛋白质

若UVLED发出的光达到185nm波段辐射,使空气中的O电离,使其生成氧

自由基和臭氧,这两种因素都具有强氧化性的效果,致使蛋白质变性,令细菌、病毒丧失代谢能力,导致细菌或病毒死亡。

 

二、紫外光消毒效果的影响因素

 

1.  微生物种类

不同的微生物对紫外光的抵抗也有不同,据相关资料按其抵抗能力从大到小依次排列为:真菌孢子、细菌孢子、细菌繁殖体等;病毒对于紫外光的抵抗力大约介于芽孢与细菌繁殖体之间。

 

2.  照射剂量

消毒时必须使用杀灭目标微生物的所需辐射剂量,目前有较多数据支撑,如,

杀灭细菌繁殖体时的照射剂量应>10000μW·/ cm²(照射的强度和时间的乘积就得出照射量),对于真菌孢子有时需要加大至>600000μW·/ cm²,在消毒目标微生物不清楚的情况下,照射量不得<100000μW·/ cm²,若照射量不足,会影响消毒效果。

 

3.  照射距离

紫外光的辐射强度会随着灯具距离远近而有所增减,紫外光辐射源位置距正

中越远,辐射强度就变得越低,每相距10CM,紫外光的照射强度降低约10μW·/ cm²,照射距离不经过精准计算会影响消毒效果。

 

4.  其它因素

消毒对象的污染程度和污染表面的光滑度、紫外光灯的安置位置和消毒频

率、消毒环境的温度、温度等相关要素,都会构成对消毒对象和消毒效果造成影响。

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该资讯的关键词为:UVLED  紫外光杀菌  紫外光消毒  紫外线