UVCLED在空氣殺菌中的應用探討
時間:2020-05-27 16:52 來源:網(wǎng)站原創(chuàng) 作者:佚名 點擊:次
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2019新型冠狀病毒肺炎疫情爆發(fā)至今已持續(xù)三個多月,從鐘南山院士發(fā)聲至今也已滿一個月,從R0(Reproduction Number,即病毒再生繁殖數(shù))看,除武漢外,疫情在全國大多范圍內(nèi)基本得到控制,在最新公布的《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第六版)》中,仍將紫外線殺菌列入針對新型冠狀病毒最有效的殺菌方式。相信經(jīng)過這次疫情,殺菌消毒將成為人們?nèi)粘I钪械膭傂孕枨蟆?/div>
自然界中的物質(zhì)形態(tài)大致可劃分為氣、液、固三種形態(tài),按此分類,紫外線殺菌可以分為氣體殺菌、液體殺菌、固體殺菌。
簡單講,氣體殺菌就是針對空氣的殺菌,液體殺菌最常見的就是針對飲用水的殺菌,固體殺菌就是針對日常設施的表面殺菌。
紫外線殺菌有百年歷史,汞燈紫外燈在過去相當長時間內(nèi),滿足了人們大多數(shù)的殺菌消毒需要,如城市自來水處理、醫(yī)療器械及醫(yī)院環(huán)境消毒、家庭日常消毒等。
近年出現(xiàn)的UVC-LED紫外燈,因具有小尺寸、低功耗、環(huán)境友好、即開即亮等顯著優(yōu)勢,在許多應用場景中顯現(xiàn)出替代汞燈的趨勢,如家用、商用凈水器殺菌抑菌、冰箱冷藏室殺菌抑菌、洗衣機殺菌、空調(diào)殺菌、智能馬桶殺菌等,越來越多的應用搭載UVC-LED殺菌方案。
相對于汞燈紫外燈,UVC-LED能量密度更高,便于在小尺寸密閉空間使用,能夠做到人機共存,克服了傳統(tǒng)汞燈紫外燈工作過程中必須清空人員與動物的缺點,使UVC-LED的應用具備巨大的想象空間。
從目前公布的研究結(jié)果看,新型冠狀病毒可以通過氣溶膠傳播,使用紫外線對空氣進行殺菌消毒,是避免氣溶膠病毒傳播的有效手段。筆者在之前的工作中,曾做過這樣一組實驗,將UVC-LED安裝在空調(diào)的進風口,UVC-LED的發(fā)光面正對著空調(diào)殼體圍成的空腔,打開空調(diào)并開啟UVC-LED進行殺菌測試,最高獲得了超過90%的殺菌效率。
分析實驗數(shù)據(jù)可以看出,長達2h時間內(nèi),細菌通過UVC-LED殺菌模組的平均次數(shù)可大致認為是80-100次,其分布是以空調(diào)為中心向外逐漸降低,即靠近空調(diào)的部分次數(shù)多,遠離空調(diào)的部分次數(shù)少,這要根據(jù)空調(diào)出風的空氣循環(huán)模型具體分析,在此不做詳細探討。
從最終結(jié)果看,獲得了超過90%的殺菌效率,但如果繼續(xù)增加UVC-LED的功率,可能在殺菌效率上無法獲得可觀的增長。筆者認為,30m3方形實驗艙的各個角落,以及空調(diào)背部某些區(qū)域,是空氣循環(huán)次數(shù)最少的區(qū)域,如果搭配其他殺菌方式,如負離子、紅外線、微波、等離子體等,可能獲得更高的殺菌效率,這部分工作,將在未來的實驗中加以驗證。
除空調(diào)外,這個UVC-LED空氣殺菌方案還可用于空氣凈化器、廚衛(wèi)吊頂燈、智能晾衣架等領域,對關(guān)注區(qū)域的空氣進行殺菌消毒,從而保持空間無菌潔凈。UVC-LED封裝在機器內(nèi)部,只要在設計開發(fā)過程中對紫外線泄漏做到有效防護,即可在工作過程中保持人機共存,增加使用的便捷性和舒適性。
UVC-LED產(chǎn)業(yè)目前還處于相對較低的技術(shù)水平上,光電轉(zhuǎn)換效率只有1.5-2%,封裝材料成本居高不下等問題尚待解決,但結(jié)合其小尺寸、低功耗、環(huán)境友好等優(yōu)點,對比照明LED的產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程,UVC-LED在未來十年中將會發(fā)展成為萬億級市場,我們拭目以待。
UVC-LED產(chǎn)業(yè)鏈從前到后依次為外延設備、外延生長、芯片制備、封裝、模組應用等,產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今,國內(nèi)外很多企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)中扮演重要角色。
目前,中科同志已經(jīng)開發(fā)出以深紫外LED殺毒為核心技術(shù)的電梯深紫外殺菌消毒系統(tǒng)、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(yī)用垃圾桶、地鐵深紫外殺菌消毒機器人等一系列產(chǎn)品,已經(jīng)取得階段性成功,在近期的投放實驗中,有著明顯的效果,能夠充分滿足對公共交通、公共場所以及家庭防護等不同場景的需求。相信在不久的將來,此類物理殺菌消毒儀器將以更高的效率和更好的用戶體驗,取代化學消毒劑,為我們的健康安全保駕護航!歡迎大家致電咨詢洽談:13331091975
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