Ультрафиолетовые бактерицидные лампы чрезвычайно эффективны в уничтожении вирусов и бактерий: именно поэтому во все большем количестве больниц для стерилизации поверхностей и медицинских инструментов регулярно используется дальний ультрафиолетовый свет.
Основой этих ламп является светодиодный свет, что делает их отличными также с точки зрения энергосбережения. Есть только одна «очень маленькая» проблема: эти светодиоды используют ультрафиолетовый свет в диапазоне, который повреждает ДНК человека. Резюмируя: их нельзя использовать в присутствии людей.
Это обстоятельство вызвало бешеный ажиотаж по всему миру в поисках светодиодов, излучающих хороший свет как для дезинфекции, так и для человека. Со смешанным состоянием.
Вопрос существа
Современные светодиодные лампы дальнего УФ-излучения часто изготавливаются из алюминия, галлия и азота. Первые попытки их улучшения были предприняты за счет увеличения количества алюминия. С неутешительными результатами: более безопасное освещение, но также (намного) менее эффективное.
Чтобы обойти это, Масафуми Джо, Юрий Итоказу e Хидэки Хираяма, все из Лаборатории квантовых оптических устройств RIKEN в Японии, создали светодиод более сложной конструкции.
Как производится бактерицидный, но безопасный светодиод для дальнего ультрафиолета
Исследователи из лаборатории RIKEN соединили вместе несколько слоев алюминия разной пропорции: в некоторые из этих слоев они также добавили небольшое количество кремния или магния.
Вкратце: они создавали настоящий лабиринт для электронов, препятствуя их движению и задерживая их дольше в определенных областях.
Каков же результат? Большее количество света, излучаемого устройством, и меньшее количество света, поглощаемого людьми.
Бесконечно точная работа
Чтобы точно настроить лучший дизайн для этой лампы, команда использовала компьютерное моделирование с моделями прогнозирования для всех видов эффектов.
Количество симуляций было огромным. «Самая большая проблема, — говорит Масафуми Джо, — заключалась в том, чтобы с предельной точностью контролировать толщину каждого слоя». Вызов, который, кажется, был выигран: они создали дальний светодиод с выходной мощностью почти в десять раз выше, чем у его предшественника (из которых мы говорили здесь).
Свет (светодиод) на будущее
«Мы уверены, что наши результаты и технологии будут очень полезны для защиты общества от этой и будущих пандемий», — говорит Джо. Я надеюсь, что это так: Covid принес беспрецедентное осознание того, насколько важно уничтожать вирусы и микробы на поверхностях.
Но исследователи не останавливаются. В своем исследовании, опубликованном в Applied Physics Letters (Я связываю это здесь) обратите внимание, что есть еще огромные возможности для улучшения.
Видимо свет в конце туннеля есть, и он дезинфицирует.
