Hekk kif il-COVID-19 qed tkompli twarrab il-popolazzjonijiet globali, id-dinja hija ffukata b'mod singolari fuq is-sejba ta' modi kif jiġi ġġieled il-coronavirus il-ġdid. Dan jinkludi ċ-Ċentru tal-Elettronika tal-Istat Solidu u l-Enerġija (SSLEEC) tal-UC Santa Barbara u l-kumpaniji membri. Ir-riċerkaturi qed jiżviluppaw LEDs ultravjola li għandhom il-kapaċità li jiddekontaminaw l-uċuħ -- u potenzjalment l-arja u l-ilma -- li ġew f'kuntatt mal-virus SARS-CoV-2.
"Applikazzjoni ewlenija waħda hija f'sitwazzjonijiet mediċi -- id-diżinfezzjoni ta 'tagħmir protettiv personali, uċuħ, art, fi ħdan is-sistemi HVAC, et cetera," qal riċerkatur dottorat materjali Christian Zollner, li x-xogħol tiegħu jiċċentra fuq l-avvanz ta 'teknoloġija LED dawl ultravjola fond għal skopijiet ta' sanità u purifikazzjoni. Żied jgħid li diġà jeżisti suq żgħir għall-prodotti tad-diżinfezzjoni tal-UV-C f'kuntesti mediċi.
Tabilħaqq, ħafna attenzjoni tard irrikorriet għall-qawwa tad-dawl ultravjola biex jiġi inattivat il-coronavirus il-ġdid. Bħala teknoloġija, id-diżinfezzjoni ultravjola tad-dawl ilha madwar għal xi żmien. U filwaqt li l-effikaċja prattika u fuq skala kbira kontra t-tixrid tas-SARS-CoV-2 għad trid tintwera. Id-dawl UV juri ħafna wegħda: Il-kumpanija membru tal-SSLEEC Seoul Semiconductor fil-bidu ta 'April irrappurtat "sterilizzazzjoni ta' 99.9% tal-coronavirus (COVID-19) fi 30 sekonda" bil-prodotti LED UV tagħhom. It-teknoloġija tagħhom bħalissa qed tiġi adottata għall-użu tal-karozzi, f'bozoz UV LED li jisterilizzaw l-intern ta 'vetturi mhux okkupati.
Ta 'min jinnota li mhux il-wavelengths UV kollha huma l-istess. UV-A u UV-B -- it-tipi li niksbu ħafna hawn fuq il-kortesija tad-Dinja tax-Xemx -- għandhom użi importanti, iżda l-UV-C rari huwa d-dawl ultravjola tal-għażla għall-purifikazzjoni tal-arja u l-ilma u għall-inattivazzjoni tal-mikrobi. Dawn jistgħu jiġu ġġenerati biss permezz ta' proċessi magħmula mill-bniedem.
"Id-dawl UV-C fil-medda ta' 260 -- 285 nm l-aktar rilevanti għat-teknoloġiji ta' diżinfezzjoni attwali huwa wkoll ta' ħsara għall-ġilda tal-bniedem, għalhekk għalissa jintuża l-aktar f'applikazzjonijiet fejn ħadd ma jkun preżenti fil-ħin tad-diżinfezzjoni," qal Zollner. Fil-fatt, l-Organizzazzjoni Dinjija tas-Saħħa twissi kontra l-użu ta' bozoz ta' diżinfezzjoni ultravjola biex tissanzjona l-idejn jew żoni oħra tal-ġilda -- anke esponiment qasir għad-dawl UV-C jista' jikkawża ħruq u ħsara fl-għajnejn.
Qabel ma l-pandemija tal-COVID-19 kisbet momentum globali, ix-xjentisti tal-materjali fl-SSLEEC kienu diġà fuq ix-xogħol javvanzaw it-teknoloġija LED UV-C. Din iż-żona tal-ispettru elettromanjetiku hija fruntiera relattivament ġdida għad-dawl fi stat solidu; Id-dawl UV-C huwa ġġenerat b'mod aktar komuni permezz ta ' bozoz vapor tal-merkurju u, skond Zollner, "ħafna avvanzi teknoloġiċi huma meħtieġa għall-UV LED biex jilħqu l-potenzjal tagħha f'termini ta 'effiċjenza, spiża, affidabbiltà u ħajja."
F'ittra ppubblikata fil-ġurnal ACS Photonics, ir-riċerkaturi rrappurtaw metodu aktar eleganti għall-fabbrikazzjoni ta 'LEDs ultravjola fonda ta' kwalità għolja (UV-C) li tinvolvi d-depożitu ta 'film tan-nitrid tal-gallju tal-aluminju semikonduttur (AlGaN) fuq sottostrat ta' karbur tas-silikon (SiC) -- tluq mis-sottostrat l-aktar użat.
Skont Zollner, l-użu tal-karbur tas-silikon bħala sottostrat jippermetti tkabbir aktar effiċjenti u kosteffettiv ta' materjal semikonduttur UV-C ta' kwalità għolja milli bl-użu taż-żaffir. Spjega li dan huwa dovut għal kemm jaqblu mill-qrib l-istrutturi atomiċi tal-materjali.
"Bħala regola ġenerali, aktar ma jkun strutturalment simili (f'termini ta' struttura tal-kristall atomiku) is-sottostrat u l-film huma għal xulxin, aktar ikun faċli li tinkiseb kwalità materjali għolja," huwa qal. Aħjar il-kwalità, l-aħjar l-effiċjenza u l-prestazzjoni tal-LED. Iż-żaffir huwa differenti strutturalment, u l-produzzjoni ta' materjal mingħajr difetti u allinjamenti żbaljati ħafna drabi teħtieġ passi addizzjonali kkumplikati. Il-karbur tas-silikon mhuwiex taqbila perfetta, qal Zollner, iżda jippermetti kwalità għolja mingħajr il-ħtieġa ta 'metodi għaljin u addizzjonali.
Barra minn hekk, il-karbur tas-silikon huwa ferm inqas għali mis-sottostrat "ideali" tan-nitrid tal-aluminju, li jagħmilha aktar favur il-produzzjoni tal-massa, skont Zollner.
Id-diżinfezzjoni tal-ilma li tista' tinġarr u li taħdem malajr kienet fost l-applikazzjonijiet primarji li r-riċerkaturi kellhom f'moħħhom peress li kienu qed jiżviluppaw it-teknoloġija UV-CED tagħhom; id-durabilità, l-affidabbiltà u l-fattur tal-forma żgħira tad-dijodi jkunu game changer f'żoni inqas żviluppati tad-dinja fejn l-ilma nadif ma jkunx disponibbli.
Il-pandemija tal-COVID-19 żiedet dimensjoni oħra. Hekk kif id-dinja tiġri biex issib vaċċini, terapiji u kura għall-marda, id-diżinfezzjoni, id-dekontaminazzjoni u l-iżolament huma l-ftit armi li rridu niddefendu lilna nfusna, u s-soluzzjonijiet jeħtieġ li jiġu skjerati madwar id-dinja. Minbarra l-UV-C għal skopijiet ta' sanità tal-ilma, id-dawl UV-C jista' jiġi integrat f'sistemi li jixegħlu meta ħadd ma jkun preżenti, qal Zollner.
"Dan jipprovdi mod bi prezz baxx, mingħajr kimika u konvenjenti biex jiġu sanitizzati l-ispazji pubbliċi, tal-bejgħ bl-imnut, personali u mediċi," huwa qal.
Għalissa, madankollu, hija logħba ta' paċenzja, hekk kif Zollner u l-kollegi jistennew il-pandemija. Ir-riċerka f'UC Santa Barbara naqset għal trickle biex tnaqqas il-kuntatt bejn persuna u oħra.
"Il-passi li jmiss tagħna, ladarba l-attivitajiet ta' riċerka jerġgħu jibdew fl-UCSB, huwa li nkomplu l-ħidma tagħna biex intejbu l-pjattaforma AlGaN/SiC tagħna biex nittamaw li nipproduċu l-aktar emittenti tad-dawl UV-C effiċjenti fid-dinja," huwa qal.
Kontributuri oħra tar-riċerka jinkludu Burhan K. SaifAddin (awtur ewlieni), Shuji Nakamura, Steven P. DenBaars, James S. Speck, Abdullah S. Almogbel, Bastien Bonef, Michael Iza, u Feng Wu, kollha minn SSLEEC u/jew id-Dipartiment tal-Materjali f'UC Santa Barbara.
