Zabicie koronawirusa z przenośnego urządzenia światła ultrafioletowego może być wykonalne

Istnieją dwa powszechnie stosowane sposoby do odkażenia i dezynfekcji obszary od bakterii i wirusów, chemicznych lub promieniowania ultrafioletowego ekspozycji. Promieniowanie UV jest w zakresie od 200 do 300 nanometrów i znane zniszczyć wirusa, przez co niezdolny wirusa reprodukowania i infekowania. Powszechne stosowanie tego efektywnego podejścia UV jest znacznie popytu podczas obecnej pandemii, ale wymaga źródła promieniowania UV, które emitują dostatecznie wysokie dawki promieniowania UV. Chociaż przyrządów z tych wysokich dawkach obecnie istnieje źródło promieniowania UV jest na ogół kosztowna lampa wyładowcza zawierająca rtęć, co wymaga dużych mocy, ma stosunkowo krótki czas, i nieporęczne.

Rozwiązaniem jest stworzenie wysokiej wydajności, UV diody elektroluminescencyjne, które byłyby znacznie bardziej przenośne, trwałe, energooszczędne i przyjazne środowisku. Chociaż istnieją te diody, przyłożenie do nich prądu dla emisji światła jest skomplikowana przez fakt, że materiał elektroda musi być również przezroczyste dla światła UV.

„Trzeba zapewnić wystarczającą dawkę światła UV, aby zabić wszystkie wirusy”, powiedział Roman Engel-Herbert, profesor Penn State of inżynierii materiałowej, fizyki i chemii. „Oznacza to, że trzeba UV wysokiej wydajności LED emitujących wysokie natężenie promieniowania UV, które jest obecnie ograniczone przez przezroczysty materiał elektrody jest używane.”

Przy poszukiwaniu materiałów przezroczystych elektrod pracujących w zakresie widzialnym widma wyświetlacze, smartfony i oświetlenia LED jest od dawna problem wyzwaniem jest jeszcze trudniejszy dla światła ultrafioletowego.

„Nie ma jeszcze dobre rozwiązanie dla elektrody UV przezroczysty”, powiedział Joseph Roth, doktorantka w Inżynierii Materiałowej w Penn State. „Teraz, obecne rozwiązanie materiał powszechnie stosowany do światła widzialnego aplikacji służy mimo to jest zbyt absorbować światło w zakresie UV. Po prostu nie ma dobry wybór materiału na promieniowanie UV przezroczystego materiału przewodzącego, który został zidentyfikowany”.

Znalezienie nowego materiału z prawej kompozycji jest kluczem do postępu wydajności UV LED. Zespół Penn State, we współpracy z materiałami teoretyków z University of Minnesota, rozpoznawane na początku, że rozwiązanie problemu można znaleźć w niedawno odkrytą nowej klasy przezroczystych przewodów. Gdy przewidywania teoretyczne wskazał materialnego strontu niobianu naukowcy sięgnął do swoich współpracowników, aby uzyskać japońskich filmów Niobian stront i natychmiast testowane ich działanie jako UV przezroczystymi przewodami. Chociaż te filmy obiecywał przewidywaniami teoretycznymi, naukowcy potrzebne metodę osadzania integrowania tych filmów w skalowalny sposób.

„Od razu starał się rozwijać te filmy przy użyciu standardowej techniki filmowej wzrostu powszechnie przyjętą w branży, zwany napylania” Roth powiedział. „Byliśmy sukces.”

Jest to ważny krok w kierunku technologii dojrzewania, który umożliwia zintegrowanie tego nowego materiału do diod UV przy niskich kosztach i dużej ilości. I oba Engel-Herbert i Roth, że to jest konieczne podczas tego kryzysu.

„Chociaż nasza pierwsza motywacja w tworzeniu UV przezroczyste przewody było budować ekonomiczne rozwiązanie do dezynfekcji wody, teraz sobie sprawę, że to przełomowe odkrycie potencjalnie oferuje rozwiązanie wyłączające COVID-19 w aerozolu, które mogą być dystrybuowane w systemach HVAC w budynkach”, Roth wyjaśnia. Inne obszary zastosowania do dezynfekcji wirusa są gęsto i często zaludnionych obszarach, takich jak teatry, hale sportowe i transport publiczny, takich jak autobusy, metro i samolotów.

Ich odkrycia wydają Dzisiaj (1 czerwca) w publikacji Grupy Nature Physics Komunikacji. Współautorami wraz z Rothem i Engel-Herberta są Yoonsang Park, Alexej Pogrebnyakov i Venkatraman Gopalan z Penn State; Daichi Oka z Tohoku University; Yasushi Hirose i Tetsuya Hasegawa z Uniwersytetu w Tokio; i arpita Paul i Turan Birol z University of Minnesota. W artykule zatytułowanym „SrNbO3 jako przezroczystego przewodnika w widmie widzialnym i ultrafioletowym,” jest dostępny na stronie internetowej bez żadnych opłat.

National Science Foundation w ramach programu DMREF i Graduate Fellowship Badanie a także Japonia Towarzystwo Promocji programu Science KAKENHI obsługiwane tej pracy.

źródło 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>.