科学家研发新型远紫外线LED,可杀灭细菌和病毒且对人体无害

发表时间:2022-10-11 09:15

一种强大的LED可以有效地对表面进行消毒,同时对人保持安全。日本理化学研究所的物理学家们设计了一种高效的LED,对微生物和病毒来说是致命的,但对人类是安全的。有朝一日,它可以通过在满是人的房间里杀死病原体,帮助各国走出大流行病的阴影。


大多数LED发出可见光,但理化学研究所的物理学家创造了一种LED,它在远紫外线的一个狭窄区域内发光,对人类是安全的,但对病毒和细菌却是致命的



紫外线杀菌灯对消灭细菌和病毒极为有效。事实上,它们经常被用于医院,对表面和医疗仪器进行消毒。这种类型的灯可以用LED构建,使其具有能源效率。然而,这些LED产生的紫外线在一定范围内会损害DNA,因此不能在人周围使用。人们正在寻找开发高效的LED,在一个狭窄的远紫外光带内发光,似乎既能很好地消毒,又对人安全。


在没有人的情况下运作的LED杀菌灯通常由铝、镓和氮制成。通过增加它们所含的铝的数量,这些LED可以被改造成在对人类安全的波长区域工作。这种方法以前曾被使用过,但却导致了功率的大幅降


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为了解决这个问题,理化学研究所量子光学装置实验室的三位物理学家Masafumi Jo(定昌史)、Yuri Itokazu(糸数雄吏)和Hideki Hirayama(平山秀樹)创造了一种设计更复杂的LED。他们将多层铝夹在一起,每层铝的比例略有不同。此外,在一些层中,他们还添加了微量的硅或镁。


这有效地为电子创造了一个障碍物,阻碍了它们在材料上的移动,并将它们在某些区域滞留更长时间。这导致该设备发射的光量增加,吸收的光量减少。


该团队使用计算机模拟来模拟所有可能的影响,以帮助确定理想的设计。精确控制每层的厚度是最大的实验挑战。他们最终得到了一个在远紫外线下工作的LED,其输出功率几乎比他们之前的最佳值高十倍。


COVID-19大流行带来了一种新的意识,即能够根除表面的病毒和微生物的重要性。"定昌史说:"我们相信,我们的发现和技术将对保障社会免受这次和未来大流行病的影响非常有用。"


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