美日大学联合研究用紫外线LED杀死冠状病毒

行家说LED快讯 · 2020-06-09

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研究人员展示了SrNbO 3 作为高性能紫外线LED 透明电极的前景如何

宾夕法尼亚州立大学,明尼苏达大学和日本两所大学的研究人员表示,现在可以使用一种个人手持设备发出高强度的紫外线,通过杀死冠状病毒来消毒区域。

高性能的紫外线发射LED有望提供一种便携式,持久,节能且对环境无害的消毒方法。尽管存在这些LED,但由于电极材料也必须对UV光透明,这一事实使向其施加电流进行发光变得复杂。

宾夕法尼亚州立大学材料科学,物理和化学副教授Roman Engel-Herbert说:“您必须确保有足够的紫外线剂量来杀死所有病毒。” “这意味着您需要一种能发出高强度紫外线的高性能紫外线LED,目前这受到所用透明电极材料的限制。”

寻找在显示器,智能手机和LED照明的可见光谱中工作的透明电极材料一直是一个长期的问题,但是对于紫外线来说,挑战更加艰巨。

宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系的候选人约瑟夫·罗斯(Joseph Roth)说:“目前,对于透明的紫外线电极还没有很好的解决方案。” “目前,尽管可见光在紫外线范围内吸收过多,但仍使用了通常用于可见光应用的当前材料解决方案。对于已经确定的紫外线透明导体材料,根本没有好的材料选择。”

寻找具有正确成分的新材料是提高UV LED性能的关键。宾夕法尼亚州立大学的团队与明尼苏达大学的材料理论家合作,早就认识到可以在最近发现的一类新的透明导体中找到解决问题的方法。当理论预测指向材料SrNbO 3(铌酸锶)时,研究人员与日本合作者联系,接受SrNbO 3 膜,并立即测试了其作为UV透明导体的性能。虽然这些膜具有理论预测的希望,但必须找到一种沉积方法以可扩展的方式集成这些膜。

他们试图使用溅射法生长这些薄膜。这是迈向技术成熟的关键一步,这使得可以将这种新材料以低成本和高数量集成到UV LED中。双方都认为在这场危机中这是必要的。

“开发紫外线透明导体的首要动机是为水消毒建立经济的解决方案,但现在我们意识到,这一突破性发现可能为灭活可能在建筑的HVAC系统中分布的气溶胶中的COVID-19提供了一种解决方案。”解释。病毒消毒的其他应用领域是人口稠密且经常有人居住的区域,例如剧院,运动场和公共交通工具,例如公共汽车,地铁和飞机。

这项工作得到了美国国家科学基金会的DMREF计划和研究生研究奖学金以及日本科学促进协会KAKENHI计划的支持。