В дезинфицирующем средстве UVC используются электромагнитные волны длиной до 280 нанометров, которые могут вызывать рак кожи, катаракту и другие недуги у человека. По этой причине устройства, распространяющие УФ-лучи спектра, должны работать только в отсутствие людей, что не является наиболее эффективным решением при попытке защитить людей непосредственно от воздушного и контактного излучения. Теперь, используя новые исследования в области оптоэлектроники и новые методы в области физики полупроводников, компания NS Nanotech утверждает, что нашла решение - чип с дальнейшим распространением ультрафиолетовых лучей (УФК). Мы взяли интервью у генерального директора Сета Коу-Салливана (Seth Coe-Sullivan), чтобы лучше понять эту важную новость.
Дальний UVC свет как безопасный гермицид
Как инженеры-электрики - как инженеры-оптоэлектроники - мы спрашивали себя: "Чем мы можем помочь?" - сказал Сет Коу-Салливан, генеральный директор NS Nanotech. "Как свет может быть частью решения для КОВИД-19? Недавнее независимое исследование, проведенное Университетом Кобе в Японии и Колумбийским университетом в Нью-Йорке, частично дает ответ на этот вопрос, демонстрируя эффективность того, что называется "далеким светом UVC". Дальний УФ-свет - это УФ-свет с длиной волны 200-220 нм в отличие от традиционных длин волн 280 нм.
Исследователи обнаружили, что, что важно, дальний УФ-свет одновременно безопасен для воздействия на человека и безопасно деактивирует коронавирусы человека и другие вирусы и болезни. Эта технология открывает новый мир применения УФК, в частности, там, где человек может оставаться в среде, которая активно дезинфицируется.
Текущие дальние УФК: Основная проблема
Несмотря на то, что может показаться, что простым решением является проталкивание далеко-UVC света в общественные места, реалии внедрения этой технологии требуют дополнительных соображений.
"Чтобы сделать светоизлучающий полупроводник, необходимо отойти от таких материалов, как кремний или другие так называемые полупроводники с непрямой полосой пропускания, и сделать что-то с прямой полосой пропускания", - объясняет Коэ-Салливан. Тогда фокус в том, чтобы создать фотоны с очень высокой энергией. По словам Коэ-Салливана, до сих пор единственным известным источником ультрафиолетового излучения является то, что называется криптон-хлор-эксимерной лампой - очень высоковольтное устройство переменного тока, которое очень сильно нагревается на ощупь и может стать пожаро/взрывоопасным. В то время как весь смысл заключается в том, чтобы держать людей в безопасности, эти недостатки, кажется, победить цель использования далеко-UVC.
Компания NS Nanotech создала решение, которое устраняет эти тепловые риски, сохраняя при этом бактерицидные свойства ультрафиолетовых ламп (Far-UVC).
Первый в мире твердотельный излучатель света с дальнейшим использованием УФК
Коэ-Салливан объясняет, что его компания разработала первый в мире твердотельный дальневосточный излучатель. Новый прибор работает по тем же принципам, что и синий светодиод, например, который использует полосовой разрыв 2,7 эВ нитрида галлия индия для эффективного излучения синего света.
"Мы перешли от кремния с напряжением 1 эВ к красным светодиодам с напряжением 2 эВ к синим светодиодам с напряжением 2,7 эВ. Кстати, этот скачок с 2 эВ до 2,7 эВ стоил Нобелевской премии", - отмечает Коэ-Салливан. И теперь я хочу перейти на 6 эВ с этим далеко-UVC световым чипом. По словам предпринимателя, проблема здесь в том, что устройство с 6 эВ полупроводниковым зазором больше не считается полупроводниковым - на данный момент это изолятор.
Сам по себе чип NS Nanotech - это устройство, работающее на постоянном токе, которое ведет себя подобно светодиоду, где световой выход пропорционален входному току выше напряжения включения. Надеемся, что это конструктивное новшество сделает данное устройство интуитивно понятным для инженеров при интеграции в конструкцию. Что касается долгосрочной безопасности для человека, Коэ-Салливан уверяет, что "мы можем очень легко измерить спектр устройства до того, как оно покинет завод и проверить, что оно излучает на нужной длине волны".
"Мы вполне уверены, что он не сдвинется со временем с этих диапазонов волн", - добавляет он. Так как компания NS Nanotech успешно разработала способ излучения этого далекого UVC света из полупроводникового устройства, сейчас компания работает над тем, чтобы быстро вывести эту технологию на рынок.
Каковы следующие шаги для чипа Far-UVC
Первое, что NS Nanotech делает с этой новой технологией, это производит новый настольный очиститель воздуха. Устройство размером с кофейную кружку дезинфицирует зону (воздух и поверхности) вокруг пользователя - на расстоянии до трех футов от устройства.
"Это то, что может сидеть на вашем столе за работой или на столе для подноса самолета". Он очищает достаточно воздуха на тех расстояниях, на которых он держит вас в окружении источника очищенного воздуха", - комментирует Коу-Салливан. Поскольку очиститель воздуха будет постоянно включен, это устройство (по крайней мере, изначально) будет питаться от стены". Однако, по мнению Coe-Sullivan, будущие поколения этой технологии также могут быть портативными и питаться от аккумуляторов.
Far-UVC чип NS Nanotech многообещающе работает во многих областях, вызывая интерес не только в индустрии воздухоочистителей, но и в образовательных учреждениях, на предприятиях пищевой промышленности, на аттракционах, в общественном транспорте, и это лишь некоторые из них.
Еще один Завет о влиянии ЭО на пандемию
Новая технология NS Nanotech иллюстрирует влияние инженеров-электриков на развитие здравоохранения в эпоху КОВИД-19. В то время как все больше дизайнеров толкают дезинфицирующие роботы и тесты на патогенные микросхемы в общие пространства, этот чип кажется еще одним шагом к возвращению общества к некоторому подобию нормальной жизни.
"Эта область волн очень эффективна для контроля и смягчения распространения COVID-19, гриппа и общей простуды". Но это то, что вы можете использовать вокруг людей там, где это действительно необходимо, - говорит Коу-Салливан. "И поэтому мы обратили внимание на наши знания о полупроводниках и потребности рынка - отсутствие привлекательных источников света в этом пространстве. Мы сложили один и один вместе и сделали три". NS Nanotech сообщает, что потенциальные партнеры могут получить прототипы чипов дальнего зарубежья в конце этого года и могут рассчитывать на запуск серийного производства в 2021 году.