公然场合消毒灭菌：期待高性能紫外光源与紫外传感器？教室灯泡

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公然场合消毒灭菌：期待高性能紫外光源与紫外传感器

2022-02-13    

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　　2022年注定是不通俗的一年，年头发作的新型冠状病毒肺炎肆虐天下，让国人越来越意识到公共卫生的主要性。抗击病毒最有用的手段就是切断其流传途径，居家隔离不出虽然有用，但人们的生产和社交流动不能能脱离公然场合，这就存在病毒通过空气和直接接触在公共交通工具、课堂、阛阓、医院、甚至街道举行流传的重大风险。因此，鼎力增强对公共设施的有用消毒灭菌刻不容缓!

　　在多种消毒手艺中，行使深紫外光照射来消毒灭菌是最有用的方式之一，具有无色、无味和无化学残留等诸多优点。紫外线消毒原理是行使280nm以下的UVC波段高能深紫外光子直接损坏微生物(细菌、病毒和病原体)的DNA或RNA遗传物质，通过阻断其滋生来实现高效快速的广谱灭菌效果。相比之下，其他波段的紫外光，如280nm以上的UVA和UVB波段，则最多只能起到抑菌效果，不具备杀灭细菌和病毒的能力。紫外光消毒现实是一项已经使用多年的手艺，现在在医院和餐饮领域获得了普遍接纳，但随着公然场合消毒需求的大幅度增添，该手艺的生长也面临新的挑战：

　　1. 传统的紫外消毒光源是以紫外汞灯为主，手艺相对成熟，但存在以下问题，第一，汞(也称：水银)具有强烈的环境和生物迫害作用，中国是已最先生效的《水俣条约》签约国之一，凭证该条约我国从2022年起须逐步阻止生产和入口含汞产物;第二：紫外汞灯普遍存在体积大、功耗高和寿命短(千小时量级)的瑕玷，难以在白色家电(如空气净化器和饮水器)领域大规模推广。

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　　2. 基于氮化镓半导体的深紫外发光二极管(LED)是紫外消毒光源的主流生长偏向。由于其具备LED冷光源的所有潜在优势，深紫外LED是公认的未来替换紫外汞灯的绿色节能环保产物。但深紫外LED手艺门槛很高，现在照样处于生长阶段，在光功率、光效、寿命、成本等方面另有待提升。近年来，深紫外LED的手艺水平和芯片性能提高很快，在一些高端领域已经获得批量应用，信托类似于半导体照明了光LED的生长，深紫外LED未来也一定会获得普遍应用。

　　3. 在公共卫生应用领域，紫外消毒手艺的有用性和平安性必须获得保障。一方面，对于差其余细菌和病毒要知足足够的紫外辐照剂量和时间，否则不能灭活;另一方面，深紫外光不能直接照射裸露的皮肤、眼睛，若是使用欠妥反而会对人造成严重危险。由于深紫外光肉眼完全不能见，对其使用的有用性和平安性必须严加管控。因此，理论上讲，紫外净化妆备必须加装紫外传感器，对紫外光的强度和辐照剂量举行实时丈量，确保消毒灭菌历程的彻底和可靠，否则就会给用户带来很大的卫生隐患。

　　4. 现有紫外光强的检测和校准尺度仍不规范;紫外光源厂家虚报功率值和寿命的征象时有发生，紫外光源的外面沾污和不良光学设计也会严重影响紫外光的输出效果;同时，传统的硅光电二极管对UVC波段的深紫外光响应度很低，且极易受靠山白光和其他波段紫外光的滋扰，不适适用于消毒紫外光的监测。近年来泛起的基于第三代半导体质料的紫外传感芯片产物可以有用战胜以上问题，并已经显示出卓越的性能，值得大规模推广应用。

　　以下简述海内深紫外LED芯片与紫外传感芯片的产业化生长情形：

　　现在市场上高端的深紫外LED产物仍主要以日本、韩国厂商为主，不外越来越多的海内半导体公司最先关注深紫外行业，举行了深度结构。青岛杰生(圆融光电)从2008年最先一直深耕深紫外LED市场，现在可以实现深紫外LED芯片量产销售，并自主举行深紫外封装、模组产物生产销售，结构了整个深紫外芯片-封装-模组产物链。

　　除青岛杰生外，传统照明LED芯片巨头三安光电和初创公司武汉深紫也于2022年实现了深紫外LED芯片量产，其中三安光电是以销售深紫外LED芯片为主，处于整个行业产物链的上游;而武汉深紫则主要基于自己研发的芯片制作深紫外LED封装及模组产物，但对外不提供焦点深紫外LED芯片。此外，海内正在研发深紫外LED芯片的公司另有中科潞安、华灿光电、鸿利秉一(主营封装，芯片采购自LG)等白光LED行业巨头。

　　和深紫外LED芯片类似，多年以来高性能紫外传感芯片手艺一直被以美国、德国为代表的西方国家垄断，对我国举行手艺封锁和高价销售。这一状态近年来被苏州镓敏(前身为镇江镓芯)所打破。现在，镓敏光电是海内唯一拥有紫外传感芯片手艺的公司，所开发的高端氮化镓和碳化硅紫外传感芯片已投入大批量生产，在饮用水、空气、食物、衣物和医疗器械等紫外净化领域获得了规模应用。

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