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关于 UV LED 灭菌:你不知道的那些事!

紫外线消毒属于物理消毒方法,紫外线并不能直接杀死微生物,而是通过破坏微生物的繁殖能力进行灭活。微生物受到紫外线的照射时,其遗传物质核酸DNA和

紫外线消毒归于物理消毒办法,紫外线并不能直接杀死微生物,而是经过损坏微生物的繁衍才能进行灭活。微生物遭到紫外线的照耀时,其遗传物质核酸DNA和RNA很多汲取紫外线的能量而被炸毁,失掉割裂仿制才能,最终天然逝世或是被免疫系统消除,而失掉对人体的致病才能。

如图电磁波谱所示,人眼可见的光谱规模一般为400-700nm,波长大于100nm、小于400nm的电磁波就称之为紫外线。原子或分子外层电子取得能量后受激起越迁到激起态,电子在激起态不能安稳逗留而向基态跃迁,在此过程中以光子的方式辐射出能量,即紫外线。

按紫外线的生物效应可将紫外线按波长从高到低划分为以下四个波段:

UV-A(400-315nm):也称为黑光,波长最长,能量最低,占有天然界紫外光的最大份额。能引起皮肤的色素沉积产生黑斑,故又称致黑斑紫外线;

UV-B(315-280nm):是天然界紫外光中最具损坏性的部分,会导致皮肤晒伤,产生红斑,部分可被大气臭氧层吸收,又称致红斑紫外线;

UV-C(280-200nm):悉数被大气层吸收,一般只能用人工光源生成。用于灭菌消毒的是波段中波长为的紫外线。

真空紫外线(200-100nm):无法进入大气层,存在于太空中。

如图所示,从图中能够看出遗传物质核酸DNA和RNA对紫外线吸收光谱的规模为250-280nm,传统低压汞灯的发光谱线首要有254nm和185nm两条,因而当紫外灯波长为254nm时,核酸对紫外线有最大吸收,即灭菌作用最好。

跟着由白光LED固态照明引发的第三次照明革新的炽热进行,人们逐步将研讨重心转向以高Al组分Ⅲ族氮化物为结构资料的紫外LED。紫外LED在医疗、灭菌、印刷、照明、数据存储、以及保密通讯等方面都有严重运用价值。而且与汞灯和疝灯等传统气体紫外光源比较,UV LED具有强壮的优势。

紫外光源的诞生使得紫外线开端得到真实地运用。气体放电光源是深紫外LED诞生前传统紫外光源的首要方式。气体放电光源的光谱辐射规模掩盖紫外区域,功率最高为60%,寿命为100-1000小时。

气体放电光源内部首要充的是氩气和汞蒸汽。依照汞蒸汽在灯管内的压力凹凸将汞灯分为低压、高压和超高压汞灯。依据运用电极的不同低压汞灯又可分为热阴极低压汞灯和冷阴极低压汞灯。热阴极汞灯是弧光放电灯,选用三元盐氧化物作阴极。冷热阴极汞灯归于辉光放电灯,选用纯金属作阴极。

UVLED(紫外LED)的组成:由夹在较薄GaN三明治结构中给一个或多个InGaN量子阱组成,构成的有源区为覆层。经过改动InGaN量子阱中InN-GaN的相对份额,发射波长可由紫光变到其他光。AlGaN经过改动AlN份额能用于制造UVLED中的覆层和量子阱层,但这些器材的功率和成熟度较差。假如有源量子阱层是GaN,与之相对是InGaN或AlGaN合金,则器材发射的光谱规模为350~370nm。

当蓝色InGaN发光二极管泵处短的电子脉冲时,则产生紫外线辐射。含铝的氮化物,特别是AlGaN和AlGaInN能够制造更短波长的器材,取得系列波长的UVLED。波长可达247nm的二极管现已商业化,根据氮化铝、可发射210nm紫外线辐射的LED已研发成功,250~270nm波段的UVLED也在大力研发中。

新式紫外线输出光源UV LED,与汞灯和疝灯等传统气体紫外光源比较具有强壮的优势,其首要特色如下:

(1)开闭次数不影响运用寿命;而传统紫外光源汞灯的紫外线福射强度跟着累计敞开次数和点着时刻的添加而下降;

(2)运用寿命长,超越20000小时,传统紫外光源的寿命为100-1000小时;

(3)高效节能,传统紫外光源的光电转化功率最高位60%;

(4)光谱会集,紫外光占一切光输出的98%以上,没有传统光源所顺便的红外福射;

(5)体积小,体积仅为0.1cm3,能随意组装成各种方式的灯阵,运用于不同需求;

(6)主波峰狭隘单一:90%以上光输出会集在主波峰邻近±10nm规模内;

(7)直流低压驱动:合适便携UV设备;

(8)输出功率安稳、接连可调;

(9)瞬间出光:不需要预热时刻,呼应时刻为微秒级;

(10)环保:不含汞,无重金属污染。

紫外线灭菌UV灯可宣布波长为253.7nm的紫外线,最简单被细菌和病毒的蛋白质、核酸吸收,可使蛋白质产生变性离解,核酸中构成胸腺嘧啶二聚体,损坏各种病毒和细菌的DNA和RNA结构,从而在几秒时刻内导致细菌和病毒逝世,灭菌功率高达99%,能够杀死其他消毒办法不能灭菌的细菌。

(1)细菌类(超越18种),如:大肠肝菌、杆状菌、埃希氏菌、克吕二氏杆菌、肺结核菌、奈瑟氏球菌、沙门氏菌等;

(2)霉菌类(超越8种),如:青霉菌、黑霉菌、毛霉菌、大粪真菌等;

(3)滤过性病毒类(超越10种),如:肝炎病毒、流感病毒、小儿麻痹病毒等等。

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