ในขณะที่ COVID-19 ยังคงทำลายล้างประชากรทั่วโลก โลกจึงมุ่งเน้นไปที่การค้นหาวิธีต่อสู้กับ coronavirus นวนิยายโดยเฉพาะ ซึ่งรวมถึงแอมป์ UC Santa Barbara's Solid State Lighting &; ศูนย์อิเล็กทรอนิกส์พลังงาน (SSLEEC) และบริษัทสมาชิก นักวิจัยกำลังพัฒนาแอลอีดีอัลตราไวโอเลตที่มีความสามารถในการปนเปื้อนพื้นผิว อากาศและน้ำที่อาจสัมผัสกับไวรัส SARS-CoV-2
& quot;การใช้งานที่สำคัญอย่างหนึ่งในสถานการณ์ทางการแพทย์ -- การฆ่าเชื้ออุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล พื้นผิว พื้น ภายในระบบ HVAC และอื่นๆ" Christian Zollner นักวิจัยระดับปริญญาเอกด้านวัสดุซึ่งมีศูนย์ทำงานเกี่ยวกับการพัฒนาเทคโนโลยี LED แสงอัลตราไวโอเลตเชิงลึกเพื่อวัตถุประสงค์ในการสุขาภิบาลและการทำให้บริสุทธิ์ เขาเสริมว่าตลาดขนาดเล็กที่มีอยู่แล้วสำหรับผลิตภัณฑ์ฆ่าเชื้อ UV-C ในบริบททางการแพทย์
อันที่จริง ความสนใจในช่วงหลังๆ ได้เปลี่ยนไปใช้พลังของแสงอัลตราไวโอเลตเพื่อยับยั้งเชื้อไวรัสโคโรนา ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยี การฆ่าเชื้อด้วยแสงอัลตราไวโอเลตมีมาระยะหนึ่งแล้ว และในขณะที่ในทางปฏิบัติยังไม่มีการแสดงประสิทธิภาพในวงกว้างในการต่อต้านการแพร่กระจายของ SARS-CoV-2 แสงยูวีแสดงให้เห็นสัญญามากมาย: บริษัทสมาชิก SSLEEC Seoul Semiconductor เมื่อต้นเดือนเมษายนรายงาน"การฆ่าเชื้อ coronavirus (COVID-19) 99.9% ใน 30 วินาที&ด้วยผลิตภัณฑ์ UV LED เทคโนโลยีของพวกเขากำลังถูกนำมาใช้สำหรับยานยนต์ในหลอด UV LED ที่ฆ่าเชื้อภายในรถยนต์ที่ไม่มีคนอยู่
& #39;s น่าสังเกตว่าความยาวคลื่น UV ไม่เหมือนกันทั้งหมด UV-A และ UV-B - ประเภทที่เราได้รับมากมายบนโลกนี้โดยได้รับความอนุเคราะห์จากดวงอาทิตย์ - มีการใช้งานที่สำคัญ แต่ UV-C ที่หายากคือแสงอัลตราไวโอเลตที่เลือกใช้สำหรับฟอกอากาศและน้ำและสำหรับจุลินทรีย์ที่ไม่ทำงาน . สิ่งเหล่านี้สามารถสร้างขึ้นผ่านกระบวนการที่มนุษย์สร้างขึ้นเท่านั้น
& quot;แสง UV-C ในช่วง 260 - 285 นาโนเมตรที่เกี่ยวข้องมากที่สุดสำหรับเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อในปัจจุบันก็เป็นอันตรายต่อผิวหนังมนุษย์เช่นกัน ดังนั้นสำหรับตอนนี้ส่วนใหญ่จึงใช้ในการใช้งานที่ไม่มีใครอยู่ในขณะที่ทำการฆ่าเชื้อ" โซลเนอร์กล่าว อันที่จริง องค์การอนามัยโลกเตือนว่าอย่าใช้หลอดอัลตราไวโอเลตในการฆ่าเชื้อมือหรือบริเวณอื่นๆ ของผิวหนัง แม้การสัมผัสกับแสง UV-C ในช่วงสั้นๆ ก็อาจทำให้เกิดแผลไหม้และความเสียหายต่อดวงตา
ก่อนที่การระบาดใหญ่ของ COVID-19 จะเกิดขึ้นทั่วโลก นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุของ SSLEEC กำลังทำงานเพื่อพัฒนาเทคโนโลยี UV-C LED พื้นที่สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้านี้เป็นพรมแดนใหม่สำหรับแสงโซลิดสเตต โดยทั่วไปแล้วแสง UV-C จะถูกสร้างขึ้นโดยใช้หลอดไอปรอท และตามข้อมูลจาก Zollner"จำเป็นต้องมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมากมายเพื่อให้ UV LED บรรลุศักยภาพในแง่ของประสิทธิภาพ ต้นทุน ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งาน"
ในจดหมายที่ตีพิมพ์ในวารสาร ACS Photonics นักวิจัยได้รายงานถึงวิธีการที่หรูหรากว่าสำหรับการผลิตไฟ LED แบบอัลตราไวโอเลตเชิงลึกคุณภาพสูง (UV-C) ที่เกี่ยวข้องกับการวางฟิล์มของอะลูมิเนียมแกลเลียมไนไตรด์ (AlGaN) ของโลหะผสมเซมิคอนดักเตอร์ลงบนพื้นผิวของซิลิกอน คาร์ไบด์ (SiC) - การออกจากพื้นผิวแซฟไฟร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น
จากข้อมูลของ Zollner การใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นสารตั้งต้นช่วยให้การเติบโตของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ UV-C คุณภาพสูงมีประสิทธิภาพและคุ้มทุนมากกว่าการใช้แซฟไฟร์ เขาอธิบายว่านี่เป็นเพราะวัสดุ' โครงสร้างอะตอมตรงกัน
& quot;ตามหลักการทั่วไป ยิ่งซับสเตรตและฟิล์มมีโครงสร้างคล้ายคลึงกันมาก (ในแง่ของโครงสร้างผลึกปรมาณู) ยิ่งง่ายในการบรรลุคุณภาพของวัสดุสูง" เขาพูดว่า. ยิ่งคุณภาพดีกว่า LED' ก็ยิ่งมีประสิทธิภาพและประสิทธิภาพมากขึ้น แซฟไฟร์มีโครงสร้างที่ไม่เหมือนกัน และการผลิตวัสดุที่ไม่มีข้อบกพร่องและการวางแนวมักต้องการขั้นตอนเพิ่มเติมที่ซับซ้อน ซิลิกอนคาร์ไบด์ไม่ใช่คู่ที่สมบูรณ์แบบ Zollner กล่าว แต่ช่วยให้มีคุณภาพสูงโดยไม่จำเป็นต้องใช้วิธีการเพิ่มเติมที่มีราคาแพง
นอกจากนี้ ซิลิกอนคาร์ไบด์ยังมีราคาถูกกว่า"อุดมคติ" สารตั้งต้นอะลูมิเนียมไนไตรด์ ทำให้เป็นมิตรกับการผลิตเป็นจำนวนมาก ตามข้อมูลของ Zollner
การฆ่าเชื้อในน้ำแบบพกพาที่ออกฤทธิ์เร็วเป็นหนึ่งในการใช้งานหลักที่นักวิจัยคำนึงถึงในขณะที่พวกเขากำลังพัฒนาเทคโนโลยี UV-C LED; ไดโอด' ความทนทาน ความน่าเชื่อถือ และฟอร์มแฟกเตอร์ขนาดเล็กจะเป็นตัวเปลี่ยนเกมในพื้นที่ที่พัฒนาน้อยกว่าของโลกซึ่งไม่มีน้ำสะอาด
การเกิดขึ้นของการระบาดใหญ่ของ COVID-19 ได้เพิ่มมิติอื่น ในขณะที่โลกเร่งรีบเพื่อค้นหาวัคซีน การรักษาและการรักษาโรค การฆ่าเชื้อ การขจัดสิ่งปนเปื้อน และการแยกเป็นอาวุธไม่กี่อย่างที่เราต้องมีในการป้องกันตนเอง และการแก้ปัญหาจะต้องนำไปใช้ทั่วโลก นอกจาก UV-C เพื่อการสุขาภิบาลน้ำแล้ว แสง UV-C ยังสามารถรวมเข้ากับระบบที่เปิดใช้งานเมื่อไม่มีใครอยู่ด้วย Zollner กล่าว
& quot;วิธีนี้จะช่วยให้ทำความสะอาดพื้นที่สาธารณะ ร้านค้าปลีก พื้นที่ส่วนบุคคล และพื้นที่ทางการแพทย์ได้ในราคาประหยัด ปลอดสารเคมี และสะดวก" เขาพูดว่า.
อย่างไรก็ตาม ในขณะนี้'เป็นเกมแห่งความอดทน เนื่องจาก Zollner และเพื่อนร่วมงานรอการแพร่ระบาด การวิจัยที่ UC Santa Barbara ได้ชะลอตัวลงเล็กน้อยเพื่อลดการติดต่อระหว่างบุคคล
& quot;ขั้นตอนต่อไปของเรา เมื่อกิจกรรมการวิจัยกลับมาทำงานที่ UCSB ก็คือการทำงานของเราต่อไปในการปรับปรุงแพลตฟอร์ม AlGaN/SiC ของเราเพื่อหวังว่าจะผลิตโลก' s ตัวปล่อยแสง UV-C ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด&] quot; เขาพูดว่า.
ผู้ร่วมวิจัยอื่นๆ ได้แก่ Burhan K. SaifAddin (ผู้เขียนนำ), Shuji Nakamura, Steven P. DenBaars, James S. Speck, Abdullah S. Almogbel, Bastien Bonef, Michael Iza และ Feng Wu ทั้งหมดจาก SSLEEC และ/หรือ Department of วัสดุที่ UC Santa Barbara
