在加州大學聖塔芭芭拉分校的固態照明和能源電子中心（SSLEEC）及其附屬公司，研究人員正在開發能夠對接觸新冠病毒的表面以及空氣、水進行淨化的紫外線LED燈。
這種紫外線LED將對HVAC系統內的個人防護設備、表面、地板等進行消毒。
（圖文無關）
該研究目前發表在ACS Publications上，題為“AlGaN Deep-Ultraviolet Light-Emitting Diodes Grown on SiC Substrates”。
作為一項技術，紫外線消毒已經存在了一段時間。儘管實用，但尚未顯示出針對新冠病毒傳播的大規模療效。但紫外線前景和潛力巨大：SSLEEC成員公司首爾半導體公司在4月初報告說，他們的紫外線LED產品可在30秒內對冠狀病毒進行99.9％的滅菌處理。他們的技術目前正被用於汽車中，用於對未使用的車輛內部進行消毒的UV LED燈。
值得注意的是，並非所有的紫外線波長都相同。UV-A（315-400nm）和UV-B（280-315nm）等應用比較常見，但罕見UV-C（200-280nm）紫外線，一般用於淨化空氣和水以及使微生物失活。這些只能通過人為過程生成。
在生物體中，DNA或RNA是細菌和病毒體內的遺傳物質，它們原本按照一定規律配對排列。但若細菌或病毒吸收紫外線達到一定劑量，積聚的能量將猶如一把“光刀”，切斷DNA和RNA內部的原有配對，進而導致病毒和細菌直接死亡，或因不能繁衍複製而失去毒性。本次新型冠狀病毒（2019-nCov）屬於單鏈正鏈RNA病毒，紫外線同樣能夠起到滅活效果，但必須經過一定強度的（UVC）紫外線來照射一定時長。
材料博士研究員克里斯蒂安·佐爾納（Christian Zollner）指出：“與當前消毒技術最相關的260-285nm範圍內的UV-C光也對人體皮膚有害，因此，目前，它主要用於在消毒時沒人的環境中使用。”實際上，世界衛生組織警告不要使用紫外線消毒燈對手或皮膚其他部位進行消毒，即使短暫暴露於UV-C光線下也可能引起灼傷和傷及眼睛。
在新冠大流行流行之前，SSLEEC的材料科學家已經在研究UV-C LED技術。電磁頻譜的這一領域是固態照明的一個相對較新的領域。Zollner認為，UV-C光通常是通過汞蒸氣燈產生的，“要使UV LED在效率、成本、可靠性和使用壽命方面發揮其潛力，還需要許多技術進步。”
在ACS Photonics雜誌上發表的一封信中，研究人員反饋了一種製造高品質深紫外（UV-C）LED的更得體的方法，該方法包括在半導體襯底上沉積半導體合金氮化鋁鎵（AlGaN）的膜。碳化硅（SiC）——與更廣泛使用的藍寶石襯底不同。
Zollner認為，與使用藍寶石相比，使用碳化硅作為襯底可以使高質量的UV-C半導體材料更高效，更具成本效益的增長。他解釋說，這是由於材料的原子結構緊密匹配。
“根據一般經驗，基板和薄膜在結構上（在原子晶體結構方面）彼此越相似，就越容易獲得高質量的材料。”質量越好，LED的效率和性能就越好。藍寶石在結構上是不同的，生產無瑕疵和未對準的材料通常需要複雜的附加步驟。Zollner教授表示，碳化硅並不是完美的搭配，但無需昂貴的其他方法即可實現高質量。
此外，他指出，碳化硅比“理想的”氮化鋁襯底便宜得多，從而使其更易於批量生產。
研究人員在開發UV-C LED技術時想到的主要應用是便攜式、速效水消毒。在世界上欠缺清潔水的欠發達地區，二極管的耐用性、可靠性和小尺寸將成為改變遊戲規則的幾大要素。
除了用於水衛生目的的UV-C之外，UV-C燈還可以集成到沒有人時打開的系統中。“這將為公共、零售、個人和醫療場所的消毒提供一種低成本、無化學藥品且方便的方法。”
其他研究貢獻者包括Burhan K. SaifAddin (lead author)、Shuji Nakamura、Steven P. DenBaars、James S. Speck、 Abdullah S. Almogbel、Bastien Bonef、Michael Iza和Feng Wu，他們都來自SSLEEC或者加州大學聖塔芭芭拉分校的材料系。
參考來源：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.9b00600#
