Killing corona met draagbare ultravioletlig toestel dalk haalbaar wees

Daar is twee algemene metodes wat na Sanitize en te ontsmet gebiede van bakterieë en virusse, chemikalieë of ultraviolet blootstelling aan bestraling. Die UV-straling is in die 200 tot 300 nanometer reeks en bekend aan die virus te vernietig, maak die virus in staat te reproduseer en besmet. Wydverspreide aanvaarding van hierdie doeltreffende UV benadering is hoog in aanvraag gedurende die huidige pandemie, maar dit vereis UV-straling bronne wat stoot voldoende hoë dosisse van UV-lig. Terwyl toestelle met hierdie hoë dosisse tans bestaan, die UV-straling bron is tipies 'n duur kwik bevat gasontladingslamp, wat 'n hoë krag vereis, het 'n relatief kort leeftyd, en is lywige.

Die oplossing is om 'n hoë-prestasie te ontwikkel, UV luminescentiedioden, wat baie meer draagbaar, langdurige, energie-doeltreffende en omgewingsvriendelike benigne sou wees. Terwyl hierdie LEDs bestaan, toepassing van 'n stroom hulle vir lig-emissie is bemoeilik deur die feit dat die elektrode materiaal het ook deursigtig UV-lig te wees.

"Jy moet 'n voldoende UV-lig dosis om almal dood te maak die virusse te verseker," het Roman Engel-Herbert, Penn State medeprofessor van materiaal wetenskap, fisika en chemie. "Dit beteken dat jy moet 'n hoë-prestasie UV LED afgee n hoë intensiteit van UV-lig, wat tans beperk deur die deursigtige elektrode materiaal wat gebruik word."

Terwyl die vind van deursigtige elektrode materiaal wat in die sigbare spektrum vir uitstallings, slimfone en LED-beligting is 'n jare lange probleem, die uitdaging is selfs moeiliker vir ultraviolet lig.

"Daar is tans geen goeie oplossing vir 'n UV-deursigtige elektrode," het Joseph Roth, doktorale kandidaat in Materiaalkunde en Ingenieurswese by Penn State. "Op die oomblik, die huidige materiaal oplossing wat algemeen in diens vir sigbare lig aansoek word gebruik ten spyte van dit wat te absorbeer in die UV-reeks. Daar is eenvoudig geen goeie materiaal keuse vir 'n UV-deursigtige dirigent materiaal wat reeds geïdentifiseer."

Dit vind van 'n nuwe materiaal met die regte samestelling is die sleutel tot die bevordering van UV LED prestasie. Die span Penn State, in samewerking met materiaal teoretici van die Universiteit van Minnesota, erken vroeg op dat die oplossing vir die probleem gevind kan word in 'n onlangs ontdekte nuwe klas van deursigtige dirigente. Wanneer teoretiese voorspellings dui op die materiaal strontium Niobate, het die navorsers het na hul Japannese medewerkers om strontium Niobate films te kry en dadelik hul prestasie as UV deursigtige dirigente getoets. Terwyl hierdie films het die belofte van die teoretiese voorspellings, het die navorsers nodig om 'n afsetting metode om hierdie films te integreer in 'n haalbare manier.

"Ons het dadelik probeer om hierdie films groei met behulp van die standaard film-groei tegniek in bedryf wyd aanvaar, genoem verstuiwing," sê Roth. "Ons was suksesvol."

Dit is 'n kritieke stap in die rigting tegnologie veroudering wat dit moontlik maak om hierdie nuwe materiaal te integreer in UV LEDs teen 'n lae koste en hoë hoeveelheid. En beide Engel-Herbert en Roth glo dit nodig is tydens hierdie krisis.

"Terwyl ons eerste motivering in die ontwikkeling van UV deursigtige dirigente was om 'n ekonomiese oplossing vir water ontsmet bou, ons nou besef dat hierdie deurbraak ontdekking potensieel bied 'n oplossing vir COVID-19 deaktiveer in aerosols wat in HVAC stelsels van geboue kan versprei," Roth verduidelik. Ander gebiede van toepassing vir virus ontsmetting is dig en dikwels bevolkte gebiede, soos teaters, sport arenas en openbare vervoer voertuie soos busse, metro en vliegtuie.

Hul bevindinge verskyn vandag aanlyn (1 Junie) in die Natuur Groep publikasie fisika Communications. Mede-outeurs saam met Roth en Engel-Herbert is Yoonsang Park, Alexej Pogrebnyakov en Venkatraman Masatoshi van Penn State; Daichi Oka van Tohoku Universiteit; Yasushi Hirose en Tetsuya Hasegawa van die Universiteit van Tokio; en arpita Paul en Turan Birol van die Universiteit van Minnesota. Die papier, getiteld "SrNbO3 as 'n deursigtige dirigent in die sigbare en ultraviolet spektra," is toeganklik aanlyn teen geen koste.

Die National Science Foundation deur die DMREF program en 'n Nagraadse Navorsing Fellowship asook die Japan Vereniging vir die Bevordering van Wetenskap KAKENHI program ondersteun hierdie werk.

bron: Penn State. "Killing coronavirus with handheld ultraviolet light device may be feasible." ScienceDaily. ScienceDaily, 1 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200601194140.htm>.