更新時間：2024-07-12
深紫外LED能在新冠狀病毒防疫哪些環節發揮消毒作用？
紫外線可以分為UVA UVB UVC UVV多個波段，紫外線中能夠起到殺菌作用的波段是UVC。目前市面上用UVC波段殺菌器件主要有兩種，一種是低壓汞燈，另一種是UVC LED。我們通常講的紫外線殺菌燈是低壓汞燈，普及程度比較高。而最近幾年的UVC LED表面殺菌消毒效果也不錯，還有很大待開發潛力。UVC LED作為新的殺菌消毒方式能替代傳統低壓汞燈不能解決的某些問題。深圳市德勝興電子有限公司將陸續更新UVC技術前沿動態。
廣義來講，汞燈形式多種，如低壓汞燈，高壓汞燈，無極汞燈等，從波長的角度劃分，其殺菌原理不外乎3種，一種是185nm的汞燈，其可將空氣中的氧氣變成臭氧，利用臭氧的強氧化作用無死角、有效地殺滅細菌，但同時其缺點十分明顯，185nm紫外線殺菌燈產生的臭氧會強烈刺激人的呼吸道，可能會造成咽喉腫痛、胸悶咳嗽、引發支氣管炎和肺氣腫等。第二種是254nm的汞燈，主要利用直接照射微生物的DNA和RNA，運UVC波長能破壞微生物染色體的原理來殺菌；第三種是采用UVA波段的紫外線的光觸媒技術。 紫外線中波長較短的深紫外線正被用于醫療、公共場所等多種殺菌消毒領域。從光源來看，目前市場主要以紫外汞燈和深紫外LED為主。
目前，超五千臺紫外燈具已送達雷神山和火神山醫院，據悉，首批紫外燈具包括了數百臺消費車以及上千支紫外線消毒燈，紫外線消毒車將用于病人的轉運，紫外線消毒燈則可應用于手術后各種消毒場景。
而在此次疫情中，除了紫外線消毒車和燈具直擊疫情現場，還有像您一樣，購買紫外汞燈進行室內消毒外，由于口罩緊缺，與公眾相關的、且最多被提及的則是通過紫外線燈法來消毒口罩以延長口罩壽命。
因為價格低廉，技術成熟等因素，目前市場上大部分的水處理，工業殺菌，醫院殺菌，室內殺菌等產品還主要是汞燈的市場，但從長遠的角度來看，由于《水俁公約》生效，紫外汞燈含汞，未來依然會漸漸退出歷史舞臺。
深紫外LED的消毒體驗現況及與疫情的結合點
與254nm汞燈的殺菌消毒同理，深紫外LED（UVC LED）主要利用200nm－280nm波段對微生物(細菌、病毒、芽孢等病原體) 的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物致死，從而達到消毒的目的。盡管目前UVC LED還處于剛剛起步階段，其性價比和發光效率與汞燈相比還有一定距離，但UVC LED憑借安全、環保、小巧、高效、低耗等性能以及無化學殘留的特性，已經在表面便攜式殺菌、母嬰市場、靜態水處理上得到了比較多的應用。
目前公共場所以及生活用品對健康衛生的要求正在不斷提高，而UVC LED正可以在這領域發揮重要的作用。比如說國星UVC LED與國際知名家電企業合作的加濕器案例，把UVC LED模組應用在加濕器上，避免了水放置長時間后細菌滋生的情況，確保了家用環境衛生。同時，在餐具、母嬰袋等生活用品，也有不少UVC LED便攜式殺菌消毒產品。而在醫院，如醫護人員用到的紅外線體溫計、聽診器、血壓計袖套、手機、眼鏡等也可以通過UVC LED消毒器來完成消毒。
值得關注的是，大部分病毒的RNA結構相對簡單，運用相應劑量的UVC LED可有效殺滅相應的病菌（2019-nCov是由RNA復制，更難處理），尤其是在醫療環境下，UVC LED屬于廣譜殺菌，能有效殺滅常見的病毒細菌，是高效便捷的殺菌消毒方案。基本上常見的活體病毒都能高效滅殺，達到相應的照度或者光功率后，幾秒內就能滅殺了。但醫院的紫外燈對于大空間空氣殺毒相對比較慢，但應也不會超過兩個小時。此前非典時期中國疾病預防控制中心病毒病預防控制所的專家董小平所在的研究小組發現，SARS病毒對熱輻射和UVC敏感，研究人員應用強度大于90μW／cm2的UVC照射冠狀病毒，30分鐘就可以殺滅SARS病毒。這也是為什么這幾年，更多UVC用在醫療衛生殺毒領域，以及水、空氣處理等方面。
這也能很好地解釋，為什么當再次出現重大疫情時，會有那么多和您一樣關注紫外線消毒方法及UVLED在公眾防護方面的作用。根據新發布的《新型冠狀病毒肺炎診療快速指南》，75%酒精、乙醚、氯仿、甲醛、含氯消毒劑、過氧乙酸和紫外線均可滅活病毒。
相信在結合其他防護措施下，UVC能在一定程度上有效防控此次新型冠狀病毒2019-nCov疫情擴散。而UVC LED整個產業鏈勢必也會加快新型冠狀病毒紫外照射滅菌試驗及研究。
目前來看，針對便攜式殺菌、小家電殺菌產品等，不同的使用環境，對應UVC LED的光功率、作用時間、以及發射角度會有所不同，比如對于一些便捷式的小殺菌產品，這類產品主要使用與日常生活的接觸比較多的工具，比如手機餐具等等，這種在使用前采用低光功率的UVC LED（2-5mW）照射幾秒-幾十秒就可以使用；而對于一些殺菌水杯，由于其存在細長型結構，所以UVC LED要設計成60或者30度的發光角度，以使其照射距離更遠，同時考慮UVC波段在水中的衰減，這種產品，一般均會采用10mW左右的光功率產品；另外在低流速的飲水機上，則光功率基本均需要50-100mW甚至更大，而由于功率越大，成本更高，目前部分廠家會結合集中手段進行過濾殺菌，只在出水口的最好階段增加UVC LED的殺菌模組，這樣會降低不少成本。
所以，僅從當前來看，在水處理，工業殺菌，醫院殺菌，室內殺菌等方面仍以紫外汞燈為主，UVC LED則可以在家電、便攜式殺菌消毒上發揮重要作用，將非常有利于降低和隔離居家、公共場所病毒細菌的擴散。
從長遠看，隨著汞燈慢慢退出歷史舞臺，UVC LED會繼續往高功率，高光效發展，波長也會繼續往低波段的發展。而對于UVC LED的封裝也提出更高的要求，如何進一步提升散熱和抗紫外特性將會是重要的挑戰。目前市場最主流的封裝形式為石英玻璃通過抗紫外膠水粘結在帶腔體上，這種封裝形式在目前低光效水平上在部分使用環境是問題不大的，但隨著光效提升，亮度功率提升，全無機看似是UVC LED目前的最優解，而國星光電也已經開發出了全無機封裝的樣品，后續會進一步進行批量試驗，同時也在進行幾種全無機封裝模式的對比，力求開發出最優的全無機封裝產品。而國外其實也已經開發出了一種比較特殊的氟樹脂，其耐UVC的效果優異，但其封裝工藝復雜，暫時不具備量產水平。如果進步明顯，樹脂封裝在后續市場上也會占據一席之地。
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