Ubijte klice UVC LED diodama!
Ljudska borba protiv virusa traje već duže vrijeme. Kemijska dezinfekcijska sredstva ograničena su u svojoj sposobnosti ubijanja jer mikroorganizmi, poput virusa i bakterija, mogu razviti otpornost. Ultraljubičasto (UV) svjetlo je učinkovitija metoda dezinfekcije i sterilizacije vode, zraka i površina, što ga čini učinkovitijim oružjem protiv koronavirusa.
Kako bi se dezinficirala zaštitna odjeća medicinskog osoblja u bolnici Wuhan Huoshenshan kako bi se spriječilo širenje novog koronavirusa na van, lokalno je izgrađen šator za dezinfekciju s UVC LED diodama, što je potpuno nova metoda dezinfekcije. U prostoriji površine 1,5mx 0.75m x 2m postavljen je višeslojni zid od sintetičkih vlakana, a reflektirajuće površine stropa, zida i poda opremljene su UVC emiterima iz američki dobavljač Bolb. Tijekom 30-sekundnog procesa dezinfekcije, UVC LED je dozirao 6mJ/cm2, a svjetlina je uvijek bila 200μW/cm2. Valna duljina svjetlosti od 265 do 280 nm uništava genetske informacije, čime se zaustavlja širenje virusa ili sprječava da zarazi druge stanice.
Umjetni UV izvor
Izvori zračenja{0}}bazirani na živi dugo su se koristili za stvaranje UV svjetla, kao što je plin pomoću nisko-tlačnih i srednjetlačnih-živinih parnih lampi (Hg), koje proizvode svjetlost u spektru od 185 do 405 nm ultraljubičastim svjetlom u plinu. Svjetleće pražnjenje također se može koristiti za generiranje ultraljubičastog svjetla u spektralnom rasponu od 185 do 405 nm pomoću ultraljubičastih cijevi s hladnom katodom (UV-CCL ili UV lampe).
UV LED diode emitiraju UV zrake u spektralnom rasponu od 227 do 405 nm putem elektroluminescencije. Kada se koriste UVC LED diode, valne duljine su posebno kratke (između 260 i 270 nm) kako bi se osigurao najjači germicidni učinak. Slika 1 ilustrira primjer Cryptosporidium, parazita koji je posebno osjetljiv na prijenos u nepročišćenoj vodi za piće. Ostali patogeni, bakterije i virusi pokazuju vrlo slične karakteristike.
LED diode također pružaju izvrstan stabilan spektralni izlaz u specifičnim temperaturnim uvjetima s gotovo neograničenim brojem ciklusa prebacivanja, što ih čini idealnim za mobilna rješenja koja zahtijevaju punu svjetlosnu snagu bez odlaganja.
Višestruko oružje
Ultraljubičasto svjetlo ima raspon valnih duljina od 100 do 400 nm i nevidljivo je golim okom. Njihove se frekvencije dijele na UVA, UVB i UVC pojaseve, a različiti pojasevi imaju različite učinke na organizme.
LED diode nam omogućuju da u velikoj mjeri odlučimo koju valnu duljinu odabrati. U usporedbi s UVB i UVC zrakama, UVA LED diode s valnim duljinama od 315 do 400 nm imaju jaču penetraciju u raspršena biološka tkiva kao što je ljudska koža. UVA LED diode mogu se koristiti u područjima kao što su stomatologija i kozmetika, kao što su studiji za sunčanje i studije za nokte. U industriji se UVA LED diode koriste za stvrdnjavanje smola, ljepila i boja.
UVB LED zrake imaju valne duljine od 280 do 315 nm i imaju relativno slab prodor u raspršeno biološko tkivo, ali su difuznije. UVB zrake potiču stvaranje vitamina D u tijelu, zbog čega se UVB LED diode uglavnom koriste u fototerapiji i dermatološkim tretmanima.
Nema zaštite od UVC zraka
Visoko{0}}svjetlo iz UVC LED dioda sve se više raspršuje u biološkom tkivu. Ove zrake, koje imaju valne duljine od 100 do 280 nm, ne prodiru posebno duboko u tkivo, ali mogu spaliti nezaštićenu kožu. Budući da ozonski omotač u Zemljinoj atmosferi apsorbira prirodno UVC zračenje sunčeve svjetlosti, ništa na Zemlji nije izgradilo obrambeni mehanizam protiv UVC zraka, kao ni virusi i bakterije. Ova ranjivost čini umjetno zračenje UVC svjetlom posebno učinkovitom metodom sterilizacije i dezinfekcije.
Slika 1: Cryptosporidium i druge bakterije i virusi najosjetljiviji su na UVC LED zrake, pa su valne duljine UVC LED dioda najučinkovitije. Izvor: Stanley
UVC LED diode u praksi
Svaki mikroorganizam različito reagira na UVC zračenje, zbog čega intenzitet zračenja treba prilagoditi željenoj stopi izumiranja, a to je broj ubijenih mikroorganizama. Intenzitet UV zračenja obrnuto je proporcionalan kvadratu udaljenosti, što znači da UV zračenje brzo gubi svoju učinkovitost s povećanjem udaljenosti od izvora zračenja, zbog čega predmeti koje treba sterilizirati trebaju biti što bliže odašiljač.
Virusi, uključujući i novi koronavirus, često se prenose zrakom, pa se UVC LED diode preporučuju za korištenje u sustavima klimatizacije. Osim željene stope ekstinkcije, potrebno je uzeti u obzir i strujanje zraka i geometriju strujanja zraka.
Ultraljubičasto svjetlo valne duljine od 254 nm pokazalo se posebno učinkovitom u ubijanju mikroorganizama, iako može biti štetno za kožu i oči kada se nanese izravno. S druge strane, "daleko-ultraljubičasto" svjetlo (207 do 222 nm) također može inaktivirati većinu patogena u zraku bez oštećenja izloženog ljudskog tkiva.
Dezinficirajte površine
Drugi virusi i bakterije također se mogu širiti preko površina, uključujući influencu, norovirus, rotavirus, streptokok i salmonelu. Ako treba dezinficirati veće površine, Lextarov PU35CL1 niske snage.0 UVC LED bio bi prikladan proizvod s izlaznom snagom od 2-4 mW i 20 mA; također se može koristiti za pasterizaciju pića, za pakiranje antibakterijske hrane i dezinfekciju četkica za zube.
Za manje instalacije, Bolb predstavlja kompaktne UVC LED diode srednje snage{{0}}S3535-DR100-W272-P40 veličine 3,5 x 3,5 x 0,9 mm3. S istosmjernom potrošnjom od 40 mW i strujom od samo 100 mA, ističe se najnižom potrošnjom energije i najnižim toplinskim učinkom na svijetu.
U segmentu visoke snage, Bolb je predstavio S6060-DR250-W272-P100 UVC LED, najmoćniju komponentu s istosmjernom potrošnjom energije od 100 mW pri 250 mA.
Bolbove UVC LED diode posebno su prikladne za obradu pitke vode i dezinfekciju vode u bazenima ili kamperima, kao i za aplikacije koje uključuju strože zahtjeve za intenzitetom zračenja (W/m2), kao što su industrijski sustavi za filtriranje, pročišćivači zraka, kutije za medicinsku dezinfekciju i usisavači.
Slika 2: High Output - Bolbove UVC LED diode velike snage imaju potrošnju energije od 100 mW pri 250 mA (sa i bez montaže)
Kriteriji odabira UV LED dioda
Ključni kriterij odabira za UV LED diode je kut snopa, koji je potreban u nekim aplikacijama. Bolbove UVC LED diode imaju kut snopa od 150 stupnjeva i prema potrebi se mogu dodatno fokusirati pomoću Ledilovih leća. Budući da to smanjuje površinu koja se ozrači, također povećava energiju zračenja po četvornom metru, što znači da je potrebno manje vremena ekspozicije pri primjeni iste izlazne energije. Različite UV leće s kompatibilnim staklom omogućuju jednostavno podešavanje izlaznog zračenja za različite svrhe. Za UV leće, Ledil koristi poseban silikon koji je posebno kompatibilan s UVC valnim duljinama, kao i aluminijska zrcala s visokom refleksijom za sve UV valne duljine, posebno za primjene u dezinfekciji.
Ostali kriteriji odabira za UV LED diode uključuju nacionalne UV standarde, reflektivnost različitih materijala (slika 3), upravljanje toplinom, pokretače, potrošnju energije i zakon inverznog kvadrata, koji određuju kako se intenzitet snopa smanjuje kako se udaljava od izvora.
Slika 3: Različiti materijali imaju različite razine UV refleksije koje se moraju uzeti u obzir tijekom faze projektiranja.
Bolbovi Blazar površinski emiteri zadovoljavaju mnoge od ovih kriterija. Ovaj UVC modul ima 25 LED dioda (5×5) i reflektor od 55 stupnjeva za postizanje efektivne snage od 2W dok je potrošnja energije samo 1,25A.
Trenutno se razvijaju Multi-UV LED proizvodi. Koriste dvojne-čipove valnih duljina koji isporučuju više UV valnih duljina, kao što su UVA i UVC, što ih čini svestranim oružjem protiv virusa, bakterija i drugih patogena.
