UVCLED在空氣殺菌中的(de)應用(yòng)探討(tǎo)

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2019新型冠狀病毒肺炎疫情爆發至今已持續三個(gè)多(duō)月(yuè)，從鐘(zhōng)南(nán)山院士發聲至今也(yě)已滿一個(gè)月(yuè)，從R0（Reproduction Number，即病毒再生繁殖數）看，除武漢外，疫情在全國大(dà)多(duō)範圍内基本得(de)到控制，在最新公布的(de)《新型冠狀病毒感染的(de)肺炎診療方案（試行第六版）》中，仍将紫外線殺菌列入針對(duì)新型冠狀病毒最有效的(de)殺菌方式。相信經過這(zhè)次疫情，殺菌消毒将成爲人(rén)們日常生活中的(de)剛性需求。

 

自然界中的(de)物(wù)質形态大(dà)緻可(kě)劃分(fēn)爲氣、液、固三種形态，按此分(fēn)類，紫外線殺菌可(kě)以分(fēn)爲氣體殺菌、液體殺菌、固體殺菌。

 

簡單講，氣體殺菌就是針對(duì)空氣的(de)殺菌，液體殺菌最常見的(de)就是針對(duì)飲用(yòng)水(shuǐ)的(de)殺菌，固體殺菌就是針對(duì)日常設施的(de)表面殺菌。

 

紫外線殺菌有百年曆史，汞燈紫外燈在過去相當長(cháng)時(shí)間内，滿足了(le)人(rén)們大(dà)多(duō)數的(de)殺菌消毒需要，如城(chéng)市自來(lái)水(shuǐ)處理(lǐ)、醫療器械及醫院環境消毒、家庭日常消毒等。

 

近年出現的(de)UVC-LED紫外燈，因具有小尺寸、低功耗、環境友好、即開即亮等顯著優勢，在許多(duō)應用(yòng)場(chǎng)景中顯現出替代汞燈的(de)趨勢，如家用(yòng)、商用(yòng)淨水(shuǐ)器殺菌抑菌、冰箱冷(lěng)藏室殺菌抑菌、洗衣機殺菌、空調殺菌、智能馬桶殺菌等，越來(lái)越多(duō)的(de)應用(yòng)搭載UVC-LED殺菌方案。

 

相對(duì)于汞燈紫外燈，UVC-LED能量密度更高(gāo)，便于在小尺寸密閉空間使用(yòng)，能夠做(zuò)到人(rén)機共存，克服了(le)傳統汞燈紫外燈工作過程中必須清空人(rén)員(yuán)與動物(wù)的(de)缺點，使UVC-LED的(de)應用(yòng)具備巨大(dà)的(de)想象空間。

 

從目前公布的(de)研究結果看，新型冠狀病毒可(kě)以通(tōng)過氣溶膠傳播，使用(yòng)紫外線對(duì)空氣進行殺菌消毒，是避免氣溶膠病毒傳播的(de)有效手段。筆者在之前的(de)工作中，曾做(zuò)過這(zhè)樣一組實驗，将UVC-LED安裝在空調的(de)進風口，UVC-LED的(de)發光(guāng)面正對(duì)著(zhe)空調殼體圍成的(de)空腔，打開空調并開啓UVC-LED進行殺菌測試，最高(gāo)獲得(de)了(le)超過90%的(de)殺菌效率。

 

分(fēn)析實驗數據可(kě)以看出，長(cháng)達2h時(shí)間内，細菌通(tōng)過UVC-LED殺菌模組的(de)平均次數可(kě)大(dà)緻認爲是80-100次，其分(fēn)布是以空調爲中心向外逐漸降低，即靠近空調的(de)部分(fēn)次數多(duō)，遠(yuǎn)離空調的(de)部分(fēn)次數少，這(zhè)要根據空調出風的(de)空氣循環模型具體分(fēn)析，在此不做(zuò)詳細探討(tǎo)。

 

從最終結果看，獲得(de)了(le)超過90%的(de)殺菌效率，但如果繼續增加UVC-LED的(de)功率，可(kě)能在殺菌效率上無法獲得(de)可(kě)觀的(de)增長(cháng)。筆者認爲，30m3方形實驗艙的(de)各個(gè)角落，以及空調背部某些區(qū)域，是空氣循環次數最少的(de)區(qū)域，如果搭配其他(tā)殺菌方式，如負離子、紅外線、微波、等離子體等，可(kě)能獲得(de)更高(gāo)的(de)殺菌效率，這(zhè)部分(fēn)工作，将在未來(lái)的(de)實驗中加以驗證。

 

除空調外，這(zhè)個(gè)UVC-LED空氣殺菌方案還(hái)可(kě)用(yòng)于空氣淨化(huà)器、廚衛吊頂燈、智能晾衣架等領域，對(duì)關注區(qū)域的(de)空氣進行殺菌消毒，從而保持空間無菌潔淨。UVC-LED封裝在機器内部，隻要在設計開發過程中對(duì)紫外線洩漏做(zuò)到有效防護，即可(kě)在工作過程中保持人(rén)機共存，增加使用(yòng)的(de)便捷性和(hé)舒适性。

 

UVC-LED産業目前還(hái)處于相對(duì)較低的(de)技術水(shuǐ)平上，光(guāng)電轉換效率隻有1.5-2%，封裝材料成本居高(gāo)不下(xià)等問題尚待解決，但結合其小尺寸、低功耗、環境友好等優點，對(duì)比照(zhào)明(míng)LED的(de)産業發展曆程，UVC-LED在未來(lái)十年中将會發展成爲萬億級市場(chǎng)，我們拭目以待。

 

UVC-LED産業鏈從前到後依次爲外延設備、外延生長(cháng)、芯片制備、封裝、模組應用(yòng)等，産業發展至今，國内外很多(duō)企業在産業鏈各環節中扮演重要角色。

 

目前，中科同志已經開發出以深紫外LED殺毒爲核心技術的(de)電梯深紫外殺菌消毒系統、出租車深紫外殺菌消毒儀、口罩/手機深紫外殺菌消毒寶、深紫外殺菌消毒馬桶蓋、深紫外殺菌消毒醫用(yòng)垃圾桶、地鐵深紫外殺菌消毒機器人(rén)等一系列産品，已經取得(de)階段性成功，在近期的(de)投放實驗中，有著(zhe)明(míng)顯的(de)效果，能夠充分(fēn)滿足對(duì)公共交通(tōng)、公共場(chǎng)所以及家庭防護等不同場(chǎng)景的(de)需求。相信在不久的(de)将來(lái)，此類物(wù)理(lǐ)殺菌消毒儀器将以更高(gāo)的(de)效率和(hé)更好的(de)用(yòng)戶體驗，取代化(huà)學消毒劑，爲我們的(de)健康安全保駕護航！歡迎大(dà)家緻電咨詢洽談：13331091975