Un LED puternic poate dezinfecta eficient suprafețele, rămânând în același timp sigur pentru oameni. Fizicienii de la institutul RIKEN din Japonia au conceput un LED extrem de eficient, care ucide microbii și virușii, dar este sigur pentru oameni. În viitorul apropiat, ne-ar putea ajuta în cazul pandemiilor, ucigând agenții patogeni din camere pline de oameni.
Lămpile germicide cu ultraviolete sunt extrem de eficiente în exterminarea bacteriilor și virușilor. De fapt, acestea sunt utilizate în mod obișnuit în spitale pentru a steriliza suprafețele și instrumentele medicale.
Lămpile de acest tip pot fi construite cu LED-uri, făcându-le eficiente din punct de vedere energetic. Însă aceste LED-uri produc lumină ultravioletă într-un spectru care dăunează ADN-ului uman și, prin urmare, nu poate fi folosit în preajma oamenilor.
Ținând cont de aceste date, o nouă cercetare este în curs de a dezvolta LED-uri eficiente, într-un spectru de lumină care dezinfectează, dar care rămâne în același timp sigur pentru oameni.
Lămpile LED germicide care funcționează în absența oamenilor sunt adesea fabricate din aluminiu, galiu și azot. Prin creșterea cantității de aluminiu pe care o conțin, aceste LED-uri pot fi modificate pentru a funcționa într-o gamă a lungimii de undă care este sigură pentru oameni. Această abordare a fost folosită înainte, dar a condus la o putere de iluminare foarte scăzută.
Pentru a rezolva această problemă, trei fizicieni de la RIKEN Quantum Optodevice Laboratory, Masafumi Jo, Yuri Itokazu și Hideki Hirayama, au creat un LED cu un design mai complex. Au pus împreună mai multe straturi, fiecare conținând proporții ușor diferite de aluminiu. În plus, în unele straturi au adăugat și cantități mici de siliciu sau magneziu.
Au creat un veritabil labirint pentru electroni, împiedicându-le mișcarea și prinzându-i mai mult timp în anumite zone. Acest lucru a dus la o cantitate crescută de lumină emisă de dispozitiv și la o cantitate redusă absorbită de acesta.
Echipa a folosit simulări pe computer pentru a modela toate efectele posibIle, cu scopul de a ajuta la stabilirea designului ideal. Apoi au făcut mostre pentru a vedea dacă a fost eficient sau nu. Controlul precis al grosimii fiecărui strat a fost cea mai mare provocare experimentală. Au ajuns să aibă un LED care funcționează cu lumină ultravioletă îndepărtată, cu o putere de iluminare de aproape zece ori mai mare decât predecesorul său.
Pandemia COVID-19 a adus o nouă conștiință a importanței de a putea eradica virușii și microbii de pe suprafețe. „Avem încredere că descoperirile și tehnologiile noastre vor fi foarte utile pentru protejarea societății împotriva acestei și viitoare pandemii”, a spus Masafumi Jo, unul dintre cercetători.
„Există încă loc de îmbunătățire a puterii de iluminare și a eficienței energetice”, a adăugat el, echipa având în plan să îmbunătățească și mai mult performanța LED-urilor.
sursa foto: REIKIN Research Institution
Articol de Cristina Zarioiu
