Tốc độ khử trùng và kiểm tra độ an toàn của đèn LED UVC 222nm 226nm

Hiện tại, các nguồn sáng có bước sóng dưới 250nm, chẳng hạn như 222nm và 193nm, chủ yếu là nguồn sáng excimer hoặc các loại nguồn sáng kích thích khí khác và đèn LED UVC bước sóng cực ngắn chưa có trên thị trường, bởi vì Đèn led có bước sóng dưới 250nm rất khó sản xuất.

Gần đây, một công ty Nhật Bản đã tung ra thị trường đèn led 226nm, hiện là đèn led UVC có bước sóng ngắn nhất trên thị trường. Họ cũng sử dụng đèn led 226nm để thực hiện thử nghiệm tác dụng diệt khuẩn và thử nghiệm an toàn cho cơ thể con người. Quá trình và kết quả thử nghiệm cụ thể như sau.

Công ty Nhật Bản Asahi Kasei hợp tác với Đại học Y khoa Nara để nghiên cứu tác dụng vô hiệu hóa của đèn LED UVC 226nm đối với vi rút corona mới và tác dụng của nó đối với tế bào da động vật.Kết quả nghiên cứu cho thấy đèn LED UVC 226nm có thể nhanh chóng sống sót trước vi-rút corona mới và so với đèn LED UVC 270nm, tác động của đèn LED UVC 226nm đối với tế bào da động vật là nhỏ.

Được biết, Crystal IS, một công ty con của Asahi Kasei, đã sử dụng đèn LED Klaran UVC với bước sóng 265nm. Đèn LED UVC của Klaran đã được ứng dụng cho máy lọc không khí UV Streamer của Daikin Industry.

Ở giai đoạn này, Crystal IS đang hỗ trợ Asahi Kasei thực hiện nghiên cứu về đèn LED UVC bước sóng ngắn hơn. Gần đây, dựa trên cơ sở hợp tác nghiên cứu và phát triển, Asahi Kasei đã sản xuất một sản phẩm nguyên mẫu LED UVC 226nm và đã đưa ra nhiều thử nghiệm về tác dụng kích hoạt của nó đối với vi-rút corona mới và tác động lên tế bào da động vật.

Hiệu quả khử trùng của Led 226nm

Như thể hiện trong hình, 100 đèn LED UVC 226nm được đặt trên bảng với dãy 10 × 10 và đèn LED UVC 270nm được đặt trong mảng tương tự.

Tất cả các đèn LED UVC được sử dụng trong nghiên cứu này đều dựa trên chất nền AlN và công nghệ AlGaN độc quyền của Crystal IS. Tất cả các thí nghiệm sinh học đều được tiến hành trong cơ sở thí nghiệm an toàn sinh học cấp 3 của Đại học Y Nara. Các nhà nghiên cứu áp dụng nhiều cách thích hợp và an toàn để kiểm soát vi-rút đang hoạt động.

Các nhà nghiên cứu đã tiêm dung dịch chứa coronavirus mới đang hoạt động vào quán ăn và sau đó làm khô nó. Các mảng bảng điều khiển LED UVC 226nm và 270nm được chiếu xạ với cùng một đầu ra (440 μw/cm2), sau đó thu thập vi-rút và đo mức độ lây nhiễm thông qua công nghệ mảng (phương pháp đo lượng vi-rút sau khi vi-rút lây nhiễm vào tế bào). Kết quả cho thấy đèn LED UVC hai bước sóng có thể vô hiệu hóa 99,9% vi-rút trong khoảng 6 giây, như thể hiện trong Hình 2.

Kiểm tra độ an toàn của Led 226nm

Ngoài tác dụng khử trùng, Asahi Kasei và Đại học Y khoa Nara còn thử nghiệm tác động của đèn LED UVC 226nm lên tế bào da chuột.Mục đích là để xác minh rằng nếu đèn led 226nm làgiống nhưđèn led 222 nm, an toàn cho da của động vật có vú.

Các nhà nghiên cứu chia tế bào da chuột thành hai lớp, tiếp xúc với đèn LED UVC 226nm hoặc đèn LED UVC 270nm và liều lượng là 100mj/cm2 và 500mj/cm2.

Sau khi chiếu xạ, loại bỏ các tế bào ở lớp trên cùng, bôi thuốc nhuộm thuốc thử MTT (phép so màu muối tetrazole) lên các tế bào bên dưới, sau đó kiểm tra độ hấp thụ của nó để ước tính tỷ lệ tương đối của các tế bào sống bên dưới. Và những gì thuốc nhuộm tối cho thấy là số lượng tế bào sống còn lại.

Kết quả thử nghiệm cho thấy có thể bỏ qua ảnh hưởng của đèn LED UVC 226nm với liều cực tím 100mJ/cm2 đối với tế bào da của chuột và ảnh hưởng của đèn LED UVC 226nm với liều cực tím 500mj/cm2 thấp hơn nhiều so với 270nm UVC LED, như thể hiện trong Hình 4 và Hình 5.

Kết quả nghiên cứu trên cho thấy đèn LED UVC 226nm có thể nhanh chóng sống sót qua virus corona mới. So với đèn LED UVC 270nm hiện có, 226nm có tác động thấp hơn nhiều đối với tế bào da động vật. Điều này giải thích thêm rằng có thể an toàn khi sử dụng đèn LED UVC 226nm để khử trùng cánh tay hoặc đồ vật có người xung quanh.

Phần kết luận

Trong hai năm qua, để thúc đẩy sự phổ biến của đèn LED UVC, các nhà sản xuất trên toàn thế giới đã tăng tốc độ đột phá của công nghệ LED UVC, bao gồm nghiên cứu về đèn LED UVC bước sóng ngắn hơn, chẳng hạn như công nghệ UVC 222nm phổ biến vào năm ngoái.

Mặc dù nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng tỷ lệ khử trùng của 222nm UVC và vô hại đối với cơ thể con người, nhưng trên thực tế, tranh cãi về tính khả thi và an toàn của 222nm UVC vẫn tiếp tục tồn tại. Và hiện tại, UVC 222nm chủ yếu là đèn excimer, việc nghiên cứu sơ đồ LED vẫn đang được tiến hành.

Tôi tin rằng đèn LED UVC 226nm cũng cần được xác minh thêm và lần này Asahi Kasei và Đại học Y khoa Nara đã không kiểm tra ảnh hưởng của vi rút truyền qua không khí và tác động của nó đối với cơ thể con người. Vì vậy, cần nghiên cứu thêm về tính an toàn và tính khả thi. Và để thúc đẩy thương mại hóa công nghệ LED UVC 226nm, Asahi Kasei không ngừng đẩy mạnh công tác nghiên cứu và phát triển. Được biết, đèn LED Asahi Kasei UVC (Crystal Is) được sản xuất trên đế AlN, vì vậy các sản phẩm của nó có khuyết tật mạng tinh thể khá thấp, dễ dàng đạt được hơn< 265nm wavelength and high optical power. Tuy nhiên, đây là nghiên cứu đầu tiên trên thế giới về đèn LED UVC bước sóng 226nm. Đó là một tin tốt cho ngành công nghiệp LED UVC. Nhiều nghiên cứu kỹ thuật và thử nghiệm sẽ được thực hiện trong tương lai.

LED 226nm hiện là đèn LED UVC có bước sóng ngắn nhất đã được đưa vào thương mại hóa. Nghiên cứu trên đã chứng minh led 226nm cũng giống như 222nm UVC LED, có tác dụng diệt khuẩn tốt, đồng thời cho thấy sự an toàn khi sử dụng trong môi trường có con người. Nhưng hiệu suất phát sáng của led 226nm rất thấp, công suất quang của mỗi led rất nhỏ, thấp hơn nhiều so với 255nm,Đèn led UVC 265nm và 275nm, vì bước sóng của đèn Led càng ngắn thì càng khó sản xuất, vì vậy việc thương mại hóa đèn led 226nm đã là một bước phát triển lớn của ngành công nghiệp đèn led UVC. Đèn LED 222 nm cũng đang được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, nhưng hiệu suất ánh sáng cực kỳ thấp, thấp hơn nhiều so với mức có thể đưa vào thương mại hóa. Việc thương mại hóa led 222nm cần các nhà nghiên cứu cần thêm thời gian để hiện thực hóa.