COVID-19가 전 세계 인구를 계속 파괴함에 따라, 세계는 소설 코로나바이러스와 싸울 방법을 찾는 데 만전을 기하고 있습니다. 여기에는 UC 산타 바바라의 솔리드 스테이트 조명 및 에너지 전자 센터 (SSLEEC)와 회원 회사가 포함됩니다. 연구원들은 SARS-CoV-2 바이러스와 접촉한 표면과 잠재적으로 공기와 물을 오염시킬 수 있는 자외선 LED를 개발하고 있습니다.
"한 가지 주요 응용 프로그램은 의료 상황에 -- 개인 보호 장비의 소독, 표면, 바닥, HVAC 시스템 내에서, 등 세테라," 재료 박사 연구원 크리스티안 Zollner, 그의 작품은 위생 및 정화 목적을 위한 깊은 자외선 빛 LED 기술을 발전에 센터를 말했습니다. 그는 의료 맥락에서 UV-C 소독 제품에 대한 작은 시장이 이미 존재한다고 덧붙였다.
사실, 늦은 의 많은 관심은 새로운 코로나 바이러스를 비활성화하는 자외선의 힘으로 전환했다. 기술로서 자외선 소독은 한동안 주변에 있었습니다. 그리고 실용적이지만 SARS-CoV-2의 확산에 대한 대규모 효능은 아직 나타나지 않았습니다. 4월 초 SSLEEC 회원사 서울반도체는 UV LED 제품으로 '코로나바이러스(COVID-19)의 99.9%를 30초 만에 살균했다'고 발표했다. 그들의 기술은 현재 비어있는 차량의 내부를 살균 하는 UV LED 램프에서 자동차 사용을 위해 채택 되 고 있다.
모든 UV 파장이 모두 아니라는 점은 주목할 가치가 있습니다. UV-A와 UV-B - 우리가 태양의 지구에 많은 것을 얻는 모형 -- 중요한 용도를 가지고 있습니다, 그러나 희소한 UV-C는 공기와 물을 정화하고 미생물을 활성화하기위한 선택의 자외선입니다. 이러한 프로세스는 인간이 만든 프로세스를 통해서만 생성될 수 있습니다.
"260 -- 285 nm 범위에서 UV-C 빛은 현재 소독 기술에 가장 관련이 있는 또한 인간 피부에 유해합니다, 그래서 지금 은 소독의 시간에 아무도 존재하지 않는 응용 프로그램에서 주로 이용됩니다," Zollner는 말했습니다. 실제로 세계보건기구(WHO)는 자외선 소독 램프를 사용하여 손이나 피부의 다른 부위를 소독하는 것에 대해 경고합니다 - UV-C 빛에 잠깐 노출해도 화상과 눈 손상을 일으킬 수 있습니다.
COVID-19 전염병이 글로벌 모멘텀을 획득하기 전에 SSLEEC의 재료 과학자들은 이미 UV-C LED 기술을 발전시키고 있었습니다. 전자기 스펙트럼의이 영역은 고체 상태 조명을위한 상대적으로 새로운 국경이다; UV-C 광은 수은 증기 램프를 통해 더 일반적으로 생성되며, Zollner에 따르면 "UV LED가 효율성, 비용, 신뢰성 및 수명 측면에서 잠재력을 발휘하기 위해서는 많은 기술 발전이 필요합니다."
저널 ACS 포토닉스에 발표 된 편지에서, 연구원은 실리콘 카바이드 (SiC)의 기판에 반도체 합금 알루미늄 질산염 (AlGaN)의 필름을 증착 포함 고품질 심층 자외선 (UV-C) LED를 제조하기위한 더 우아한 방법을보고 - 더 널리 사용되는 사앱 기류에서 출발.
Zollner에 따르면, 기판으로 실리콘 초경을 사용하면 사파이어를 사용하는 것보다 고품질 UV-C 반도체 재료의 보다 효율적이고 비용 효율적인 성장을 가능하게 합니다. 이는 재료의 원자 구조가 얼마나 밀접하게 일치하는지에 기인한다고 설명했다.
"일반적으로 엄지 손가락의 규칙으로, 더 구조적으로 유사한 (원자 결정 구조의 관점에서) 기판과 필름은 서로, 쉽게 높은 재료 품질을 달성하는 것입니다,"그는 말했다. 품질이 향상되면 LED의 효율성과 성능이 향상됩니다. 사파이어는 구조적으로 서로 유사하며 결함과 정렬 불량없이 재료를 생산하는 것은 종종 복잡한 추가 단계가 필요합니다. 실리콘 카바이드는 완벽한 일치하지 않습니다, Zollner는 말했다, 그러나 그것은 비용이 많이 드는, 추가 방법에 대한 필요없이 높은 품질을 가능하게한다.
또한, 실리콘 카바이드는 "이상적인" 알루미늄 질산염 기판보다 훨씬 저렴하여 대량 생산 친화적이라고 Zollner는 밝혔다.
휴대용, 빠르게 작용하는 물 소독은 연구원이 UV-C LED 기술을 개발하는 동안 염두에 두었던 주요 응용 프로그램 중 하나였습니다. 다이오드의 내구성, 신뢰성 및 작은 폼 팩터는 깨끗한 물을 사용할 수없는 세계의 덜 개발 된 영역에서 게임 체인저가 될 것입니다.
COVID-19 전염병의 출현은 또 다른 차원을 추가했습니다. 세계가 질병에 대한 백신, 치료법 및 치료법, 소독, 오염 제거 및 격리를 찾기 위해 경주함에 따라 우리가 스스로를 방어해야 하는 몇 가지 무기이며 솔루션은 전 세계에 배포되어야 합니다. 물 위생 을 위한 UV-C 이외에, UV-C 빛은 아무도 없을 때 켜지는 시스템에 통합될 수 있었습니다, Zollner는 말했습니다.
"이것은 공공, 소매, 개인 및 의료 공간을 소독하는 저비용, 화학적 무료 및 편리한 방법을 제공 할 것입니다"라고 그는 말했다.
그러나 현재로서는 Zollner와 동료들이 전염병을 기다리는 동안 인내심을 가지고 있는 게임입니다. UC 산타 바바라의 연구는 사람 대 사람 접촉을 최소화하기 위해 세류로 둔화되었습니다.
"UCSB에서 연구 활동이 재개되면 다음 단계는 AlGaN/SiC 플랫폼을 개선하여 세계에서 가장 효율적인 UV-C 발광제를 생산하는 작업을 계속하는 것입니다.
다른 연구 기여자로는 버한 K. 사이파딘(수석 저자), 나카무라 슈지, 스티븐 P. 덴바르, 제임스 S. 스펙, 압둘라 S. 알모글벨, 바스티안 보네프, 마이클 이자, 펑우 등이 있으며, 모두 SSLEEC 및/또는 UC 산타바바라 소재학과에서 비롯됩니다.
