看看紫外LED十大用途,激发你的转型思路
北京大学高安研究院 · 2016-11-12
紫外线
所谓的紫外线(Ultraviolet Rays/简写UV)就是指太阳光线的可视光线中(赤橙黄绿青蓝紫),紫色之外的肉眼看不见的光线。紫外线是电磁波谱中波长从100nm到400nm辐射的总称。根据波长的不同,一般把紫外线分为A、B、C三个波段,具体如下:UVA为400~315 nm,UVB为315~280 nm,UVC为280~100 nm。对应不同波长,具体应用有所不同。
在UVLED市场应用中,UV-A占有最大市场份额,高达90%。其最主要的应用市场为固化,涉及到美甲、牙齿、油墨印刷等领域。除此之外,UV-A也导入商业照明,可以使白色衣物看起来更洁白。至于UV-B和UV-C则主要应用于杀菌、消毒,医学光照疗法等,其中UV-B以医疗为主、UV-C则是杀菌消毒。此外,UVLED从纸钞识别,应用到光树脂硬化、捕虫、印刷,并朝杀菌、消毒等市场发展生物医疗、防伪鉴定、空气净化、数据存储及军事航空领域,以特种照明为主。
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光固化系统中的应用
——UV-A波段的典型应用为紫外固化和UV喷墨打印,代表波长为395nm、365nm, UVLED光固化应用包含在显示屏、电子医疗、仪表等行业的UV胶黏剂固化;建材、家具、家电、汽车等行业的UV涂料固化;印刷、包装等行业的UV油墨固化……其中,紫外LED饰面板行业已成为一大热点,最大的优势是可制作出零甲醛的环保板材,且节能90%,产量大,耐硬币刮擦,综合效益经济等优点。这表示UV LED固化市场是一个全方位和全周期的应用产品市场。
——微电子行业-UV光固化应用:手机元件装配(相机镜头、听筒、话筒,外壳,液晶模组,触摸屏涂层等), 硬盘磁头装配(金线固定,轴承,线圈, 芯片粘接等),DVD/数码相机(透镜,镜头粘接,电路板加固),马达及元件装配 (导线,线圈固定,线圈末端固定,PTC/NTC元件粘接,保护变压器磁芯),半导体芯片(防潮湿保护涂层,晶元掩膜,晶元污染检验,紫外胶带的曝光,晶元抛光检查),传感器生产(气体传感器,光电传感器,光纤传感器,光电编码器等)。
——PCB行业LEDUV光固化应用:元件(电容,电感,各种插件,螺丝,芯片等)固定,防潮灌封和核心电路、芯片保护,抗氧化涂层保护, 电路板保型(角)涂层,地线,飞线,线圈固定,波峰焊通孔掩膜。
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医疗领域
——皮肤治疗:UV-B波段的一个重要应用则是皮肤病治疗,即紫外光疗应用。科学家发现波长在310nm左右的紫外线对皮肤有强烈的黑斑效应,能够加速皮肤的新陈代谢,提高皮肤的生长力,从而可以有效治疗白癜风、玫瑰糠疹、多形性日光疹、慢性光化性皮炎、光线性痒疹等光照性皮肤病,因此在医疗行业,紫外光疗目前得到了越来越多的应用。相比于传统光源,UV-LED的谱线纯净,可以最大程度上保证治疗效果。 UV-B波段也可以应用于健康保健领域,经过UVB波段的照射可以引起人体机体的光化学和光电反应,使皮肤产生多种活性物质,目前被应用于调节高级神经功能、改善睡眠、降低血压等方面。此外,已有研究表明UVB波段能够加速某些叶类蔬菜(如红生菜)中多酚类物质的产生,这些多酚类物质被宣称具有抗癌、抗癌扩散和抗癌突变等性质。
——医疗器械:UV胶水粘接使医疗器械的经济自动化装配更容易。现在,先进的LED UV光源系统,能几秒钟固化没有溶剂的紫外胶水,以及点胶系统,使医疗器械装配过程形成一致和重复性的粘接的一种有效和经济性的方法。UV光源的最优化和控制对制造可靠的医疗器械非常重要。使用紫外固化胶水提供有很多优势, 比如更低的能量需要,节省固化时间和位置,提升生产率, 更容易自动化。UV胶水一般用来粘接和密封医疗器械,这些医疗器械需要非常高的质量和最好的可靠性。UV胶水固化典型应用在医疗器械装配,比如需要粘接 1) 不同的材料 (或是机械特性不相同) 2) 材料不足够厚,不能使用焊接方法 3)预先生产子件。
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杀菌消毒领域
——UV-C波段的紫外线由于波长短,能量高,可以在短时间内破坏微生物机体(细菌、病毒、芽孢等病原体)细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构,细胞无法再生,细菌病毒丧失自我复制的能力,因此UV-C波段产品可以广泛应用于如水、空气等的杀菌消毒。由于UV-LED具有体积小等优点,可以配套作为成套UV(紫外线)杀菌设备的光源,适用于各式外形结构、各种材质的大批量产品流水化作业的包装前工艺;配套作为室内空气灭菌机的UV(紫外线)光源:适用于家用、公共场所等室内空气杀菌消毒;应用于消毒柜、微波炉等各种家用电器。
——目前市场上有的深紫外应用产品包括LED深紫外便携式消毒器、LED深紫外牙刷灭菌器、深紫外LED隐形眼镜清洗灭菌器、空气类杀菌、洁净水类杀菌、食品以及物体表面杀菌类。随着人民安全卫生意识的提高,这些产品的需求将大幅度提高,从而创造较大规模的市场。
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军事领域
由于UV-C波段属于日盲紫外波段,因此,在军事上也有重要应用,例如短距离紫外保密通讯、紫外干扰、紫外警告技术等。
——紫外线(UV)通讯:紫外通讯是一种具有极大发展潜力的新型通讯方式。它具备了许多其他常规通讯方式所没有的优点,如低窃听率、高抗干扰性、低位辨率、全天候工作等,所以受到对通讯保密性、机动性要求高的部门的广泛重视。
——紫外线(UV)干扰:紫外双色制导导弹的出现,必然导致红外一紫外双色干扰技术的发展.紫外干扰的关键是研究出具有足够强紫外辐射的火药,装添以制成具有紫外干扰能力的干扰弹。
——紫外线(UV)警告:紫外告警器是通过探测导弹尾焰中的紫外线(UV)辐射来发现目标的列出了低空时使用不同燃料的导弹的尾焰辐射特征。依赖雷达工作的主动式报警和包括红外、激光和紫外线(UV)告警为主的被动式报警。
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植物工厂领域
据中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所的刘文科研究员介绍,封闭式无土栽培中易造成自毒物质累积,而 TiO2光催化可降解基质栽培营养液中的根分泌物和稻壳降解产物,太阳光仅含3%的紫外光、设施覆盖材料如玻璃的过滤掉60%以上,无法在设施内应用;蔬菜反季节栽培冬季低温寡照使之效率低且稳定性差,无法满足设施蔬菜工厂化生产的需求。研发出适合设施园艺无土栽培使用,特别是适合植物工厂使用的人工光TiO2光催化系统,需求迫切,商业化潜力巨大。世界各国都在积极研究利用UVLED作为组培光源的可行性。在单色光对组培苗的影响方面,研究发现, 红光UVLED能促进兰花组培苗叶片生长,但叶绿素含量、茎和根的干重比荧光灯略低。通过使用UVLED补充单色红光或远红光来改变光质,进而控制马铃薯组培苗茎的长度与生长状况。研究认为,单独红光UVLED,菊花组培苗茎过分伸长导致茎杆脆弱,其他重要指标也降低了,总体上不利于植物正常生长发育。主要原因是单色红光导致了系统可利用的光能分布不平衡,抑制了茎的生长。研究发现,纯红光UVLED处理下所有基因型的葡萄组培苗,其株高与节间长度明显比荧光灯处理的长,但叶绿素含量以及叶片气孔数目以单色蓝光UVLED处理的为最高,红光UVLED处理的为最低。这说明植物株高与生根比例有直接关系,长波长的红光是葡萄根形态建成所必需的。
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油烟净化设备应用领域
来自海宁亚光的报告, 紫外线光解氧化油烟净化系统是目前国内最先进的光解氧化油烟净化系统,在此净化系统中,特制的含 185nm+254nm的紫外线灯管起到和核心的作用。可分解厨房空气中油脂和异味,还有无二次污染、降低了火灾隐患、体积小、重要轻、维护成本大大降低等优点。
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废弃处理应用领域
据报告,我国纺织工业VOCs排放总量占工业VOCs排放总量的30%左右,VOCs是雾霾生成的前体物质之一,是形成PM2.5的重要成分。用UV LED作为光催化光源的光催化氧化处理VOCs的方式较优,具有体积小、催化活性高、化学性质稳定、成本低、无毒等优点,应用前景广泛
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宝石鉴定领域
不同种类的宝石、不同颜色的同一种宝石、同一颜色不同致色机理的宝石其紫外可见吸收光谱都不同。一些经优化处理的宝石虽然颜色与其对应的天然宝石一样,但因致色机理或致色物质不同 ,吸收光谱有差异。UV LED可以 帮助鉴定 宝石及区分某些天然宝石与合成宝石、还可以通过 紫外光照区分某些天然宝石与人工处理宝石。
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纸钞识别
紫外线识别技术主要是 利用荧光或紫外线传感器检测纸币的荧光印记防伪标志及纸币的哑光反应。此类识别技术能够识别大部分假币(如洗涤、漂白、粘贴等纸币)。此技术发展最早,最为成熟,应用最为普遍。它不仅在ATM机的存款识别时用到,还在点钞机、验钞机等金融机具上用到。一般情况下运用荧光及紫光对纸币进行全方位的反射、透射检测。根据纸币与其它纸张对紫外线的不同吸收率和反射率进行鉴别,辨其真伪。对有荧光印记的纸币还能进行定量的鉴别。
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光树脂硬化应用领域
紫外光固化树脂主要由低聚物、交联剂、稀释剂、光敏剂及其它特定助剂组成。它是 用紫外光照射高分子树脂,使之发生交联反应而瞬间固化。在UV LED紫外线光固化机的照射下,紫外光固化树脂固化时间根本不需要10秒那么长的时间,基本上 1.2秒就能够固化,比传统的UV汞灯光固化机在速度上快很多。同时热量方面也比UV汞灯的理想。通过对紫外光固化树脂各成分的不同调配,可制得满足不同要求和用途的产品。目前,紫外光固化树脂主要用于 木地板涂层、塑料涂层(如 PVC装饰板)、光敏油墨(如塑料袋的印刷)、电子产品涂层(标记及电路板印刷)、印刷上光(如纸张、扑克牌上光)、金属零部件(如摩托车零部件)涂层、光纤涂层、光刻胶及精密零部件的涂层等。
来源:北京大学东莞光电研究院-北科电子
东莞市北科电子科技有限公司:由深圳市全禄昌科技有限公司与北京大学东莞光学研究院强强合作于2014年成立,公司位于东莞市松山湖留学生创业园区,松科苑10号楼。是一家集研发、生产、销售、培训、服务为一体的紫外光高新科技企业。公司成立以来,秉承“诚信、创新、超越、高效、环保”的经营理念,公司引进德国技术,现以LED紫外线光固化系统有,UVA-LED喷墨打印固化系统、PCB平行曝光系统、商标印刷系统、UV胶水固化系统、UVB-生物医学、警用检测系统、UVC-紫外线杀菌、LED光子医疗、紫外线水处理、蔬菜处理、食品处理等为主要产品线。在工业、军事、科研、生物、刑侦、光电、美容、美甲、医疗、水处理、蔬菜及食品处理等众多领域已取得了广泛的应用与效果。目前公司与北京大学东莞光学院合作共同建立“产、学、研”结合基地。经过多年的不懈努力产品应用方面公司拥有多项系统核心技术,并拥有多项专利技术不仅满足于市场,而且产品拓展到了全球领域,良好的性能与周到的服务均获得客户的一致好评。
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一个平台:北京大学高安研究院这一科研服务平台。 六个服务中心:平台下设光电产业公共服务中心、植物工厂产业服务中心、光伏+产业服务中心、北大燕园众创服务中心、创投与产业基金服务中心和北大创新产业园区服务中心。 一个基地:北大创新产业园,研究院和服务中心均设在此基地。该基地是智能管理+智慧制造+创新工作+时尚生活的自然人文生态智慧园区。