A medida que COVID-19 continúa devastando las poblaciones mundiales, el mundo se centra singularmente en encontrar formas de combatir el nuevo coronavirus. Eso incluye el Centro de Electrónica de Energía y Iluminación de Estado Sólido de UC Santa Bárbara SSLEEC y las compañías miembros. Los investigadores están desarrollandoLED ultravioleta que tienen la capacidad de descontaminar superficies, y potencialmente aire y agua, que han estado en contacto con el virus SARS-CoV-2.
"Una aplicación importante es en situaciones médicas: la desinfección de equipos de protección personal, superficies, pisos, dentro de los sistemas HVAC, etc.", dijo el investigador doctoral de materiales Christian Zollner, cuyo trabajo se centra en avanzar la tecnología LED de luz ultravioleta profunda parapropósitos de saneamiento y purificación. Agregó que ya existe un pequeño mercado para productos de desinfección UV-C en contextos médicos.
De hecho, últimamente se ha prestado mucha atención al poder de la luz ultravioleta para inactivar el nuevo coronavirus. Como tecnología, la desinfección con luz ultravioleta ha existido durante un tiempo. Y, aunque es práctica, la eficacia a gran escala contra la propagación del SARS-El CoV-2 aún no se ha mostrado. La luz UV es muy prometedora: la empresa miembro de SSLEEC Seoul Semiconductor informó a principios de abril una "esterilización del 99,9% del coronavirus COVID-19 en 30 segundos" con sus productos LED UV. Su tecnologíaactualmente se está adoptando para uso automotriz, en lámparas LED UV que esterilizan el interior de vehículos desocupados.
Vale la pena señalar que no todas las longitudes de onda UV son iguales. UV-A y UV-B, los tipos que recibimos aquí en la Tierra por cortesía del Sol, tienen usos importantes, pero el raro UV-C es elluz ultravioleta de elección para purificar aire y agua y para inactivar microbios. Estos pueden generarse solo a través de procesos creados por el hombre.
"La luz UV-C en el rango de 260 - 285 nm más relevante para las tecnologías de desinfección actuales también es perjudicial para la piel humana, por lo que por ahora se usa principalmente en aplicaciones donde no hay nadie presente en el momento de la desinfección", ZollnerDe hecho, la Organización Mundial de la Salud advierte contra el uso de lámparas de desinfección ultravioleta para desinfectar las manos u otras áreas de la piel, incluso una breve exposición a la luz UV-C puede causar quemaduras y daños oculares.
Antes de que la pandemia COVID-19 cobrara impulso mundial, los científicos de materiales en SSLEEC ya estaban trabajando en el avance de la tecnología LED UV-C. Esta área del espectro electromagnético es una frontera relativamente nueva para la iluminación de estado sólido; la luz UV-C es máscomúnmente generado a través de lámparas de vapor de mercurio y, según Zollner, "se necesitan muchos avances tecnológicos para que el LED UV alcance su potencial en términos de eficiencia, costo, confiabilidad y vida útil".
en una carta publicada en la revista ACS Photonics , los investigadores informaron un método más elegante para fabricar LED de ultravioleta profundo UV-C de alta calidad que implica depositar una película del nitruro de aluminio y galio de aleación de semiconductores AlGaN sobre un sustrato de carburo de silicio SiC -una desviación del sustrato de zafiro más utilizado.
Según Zollner, el uso de carburo de silicio como sustrato permite un crecimiento más eficiente y rentable de material semiconductor UV-C de alta calidad que el uso de zafiro. Esto, explicó, se debe a lo cerca que coinciden las estructuras atómicas de los materialesarriba.
"Como regla general, cuanto más estructuralmente similar en términos de estructura de cristal atómico el sustrato y la película son entre sí, más fácil es lograr una alta calidad del material", dijo. Cuanto mejor sea la calidad, mejor es la eficiencia y el rendimiento del LED. El zafiro es estructuralmente diferente, y la producción de material sin defectos y desalineaciones a menudo requiere pasos adicionales complicados. El carburo de silicio no es una combinación perfecta, dijo Zollner, pero permite una alta calidad sin la necesidad de costosos,métodos adicionales.
Además, el carburo de silicio es mucho menos costoso que el sustrato de nitruro de aluminio "ideal", lo que lo hace más amigable con la producción en masa, según Zollner.
La desinfección del agua portátil y de acción rápida fue una de las principales aplicaciones que los investigadores tenían en mente al desarrollar su tecnología LED UV-C; la durabilidad, la confiabilidad y el factor de forma pequeño de los diodos cambiarían el juego en áreas menos desarrolladas deel mundo donde no hay agua limpia disponible
La aparición de la pandemia de COVID-19 ha agregado otra dimensión. A medida que el mundo se apresura a encontrar vacunas, terapias y curas para la enfermedad, la desinfección, la descontaminación y el aislamiento son las pocas armas que tenemos para defendernos, y las soluciones necesitaránse implementará en todo el mundo. Además de UV-C para fines de saneamiento del agua, la luz UV-C podría integrarse en sistemas que se encienden cuando no hay nadie presente, dijo Zollner.
"Esto proporcionaría una forma conveniente, de bajo costo, libre de químicos y para desinfectar espacios públicos, minoristas, personales y médicos", dijo.
Por el momento, sin embargo, es un juego de paciencia, ya que Zollner y sus colegas esperan la pandemia. La investigación en la Universidad de California en Santa Bárbara se ha reducido para minimizar el contacto de persona a persona.
"Nuestros próximos pasos, una vez que se reanuden las actividades de investigación en UCSB, es continuar nuestro trabajo para mejorar nuestra plataforma AlGaN / SiC para producir los emisores de luz UV-C más eficientes del mundo", dijo.
Otros colaboradores de la investigación incluyen Burhan K. SaifAddin autor principal, Shuji Nakamura, Steven P. DenBaars, James S. Speck, Abdullah S. Almogbel, Bastien Bonef, Michael Iza y Feng Wu, todos de SSLEEC y / o elDepartamento de Materiales en UC Santa Barbara.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Bárbara . Original escrito por Sonia Fernández. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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