新華網北京2月13日電（凌紀偉）疫情突如其來，一些平常不被關注的垂直品類迅速走紅。口罩、護目鏡、消毒水等與疫情防控相關的物資成為搶手貨。經此一疫，全社會增進了健康意識，消毒清潔行業在保障人民生命健康中的地位無疑獲得提升。其中，紫外線殺菌作為一種消毒防護手段，也因為疫情而悄悄加快成長步伐。
防控疫情，紫外殺菌燈如何發揮作用，未來紫外殺菌技術朝著什麼方向演進，紫外殺菌應用層面面臨哪些困惑？針對這些問題，近日記者採訪了多位專家和業內人士。
戰「疫」：紫外線能有效滅活冠狀病毒
紫外線消毒殺菌是古老而又行之有效的方法。太陽底下曬被子就是最原始的利用紫外線除蟎、消毒殺菌。
非典時期，中國疾病預防控制中心病毒病預防控制所的專家發現，使用強度大於90μW／cm2的紫外線照射冠狀病毒30分鐘，可以殺滅SARS病毒。《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案（試行第五版）》中指出，新型冠狀病毒對紫外線敏感。近期研究發現，新型冠狀病毒與SARS冠狀病毒存在相關性。因此理論上科學合理使用紫外線可有效滅活冠狀病毒。
半導體照明聯合創新國家重點實驗室主任、中國科學院半導體研究所研究員李晉閩介紹說，紫外線消毒殺菌的原理就是利用高能量的紫外光打斷DNA雙螺旋鏈，從而達到對細菌和病毒的滅活。
據了解，相比化學殺菌消毒，紫外線的優勢是殺菌效率高，滅活一般在幾秒內完成，而且不產生其它化學污染物。正因為操作方便，可適用於所有空間，紫外殺菌燈在各大電商平台成為搶手貨。在一線醫療衛生機構，它也是重要的殺菌消毒設備。
以此次疫情較重的武漢為例，當地醫療機構對紫外燈具需求較大。為了馳援疫情防控，1月28日，昕諾飛（中國）向武漢火神山醫院捐贈930套紫外消毒燈。1月31日，歐司朗中國向武漢市第一、第四、第五醫院捐贈500多套紫外除菌燈具。這些專業的紫外除菌燈具，不僅能消除醫院室內的病毒，還能在很大程度上減輕護士的日常消毒工作，讓護士們留出更多時間照顧病人。
昕諾飛（中國）向記者表示，不僅是在醫院，紫外殺菌燈還可對微生物進行滅活。家庭可通過安裝紫外線凈水系統凈化用水，配有紫外燈的空氣凈化器可對空氣中漂浮的細菌進行無害化處理。
深紫外LED，一個可以預見的新興產業
紫外線實現有效殺菌消毒需要滿足一定要求。李晉閩說，要注意紫外線光源的波長、照射劑量和時間。即必須是波長280nm以下的UVC波段的深紫外光，對不同的細菌和病毒要滿足一定的照射劑量和時間，否則不能滅活。
據中國科學院半導體研究所研究員閆建昌介紹，根據波長劃分，紫外波段可分UVA、UVB、UVC不同波段。「UVC是波長最短能量最高的一個波段，實際上對於殺菌消毒，真正最有效的就是UVC這個被稱為深紫外的波段。」他說。
目前，在民用和工業領域消毒殺菌應用的深紫外光源大多是汞燈。由於汞對人類社會和環境的重大影響，從今年開始，限定汞使用和排放的國際《水俁公約》正式生效，傳統的汞燈將限制、禁止生產和使用，並逐步退出市場。開發出一種全新的環保、高效紫外光源，成為了擺在人們面前的一項重要挑戰。而基於氮化鎵寬禁帶半導體材料的深紫外LED成為這一新應用的不二選擇。這一全固態光源體積小、效率高、壽命長，僅僅是拇指蓋大小的晶片模組，就可以發出比汞燈還要強的紫外光。
李晉閩認為，採用深紫外LED替代傳統汞燈，在消毒殺菌的應用類似於白光LED替代傳統光源在照明領域的應用，將形成一個巨大的新興產業。
過去十多年裡，我國半導體照明產業蓬勃發展，形成了如今超過8000億元的巨大產業規模。深紫外LED如果實現對汞燈的替代，就意味著在未來十年，深紫外產業將會發展成為一個像LED照明一樣的新的萬億產業。
「通過這次疫情，人們對紫外深紫外LED會給予高度重視，特別是關注到人們的公共衛生安全，為紫外深紫外LED提供了一個很好的發展機遇。」李晉閩說。
從目前的應用來看，深紫外LED在水凈化、空氣凈化、生物探測等民用領域應用廣泛。此外，紫外光源的應用還遠不止殺菌消毒，在生化探測、殺菌醫療、聚合物固化及工業光催化等諸多新興領域也有廣闊前景。
基於深紫外巨大的應用潛力，閆建昌深信，深紫外LED完全有可能發展成為一個不同於LED照明的新興的萬億產業。他說，由於LED具有小巧便攜、環保安全、易於設計等優點，深紫外LED應用範疇更容易被拓展到可攜式消毒電子產品中，比如母嬰消毒器、電梯扶手殺菌機、迷你洗衣機內置UV殺菌燈、掃地機器人等。
深紫外LED技術創新仍在路上
儘管前景一片光明，但不可否認，深紫外LED目前還處於發展初期，光功率、光效、壽命等都還不盡人意，UVC-LED這類產品還需進一步完善成熟。
閆建昌認為，深紫外LED產業的首要技術瓶頸在於外延，亟需深紫外專用的MOCVD設備的支撐。「國內現有的用於藍光LED外延的1700台MOCVD設備並不適於深紫外LED。」他說，深紫外LED在技術層面仍面臨從核心材料到器件工藝的許多挑戰，產業化技術的突破和進步是市場發展的根基。
雖然深紫外LED產業化面臨種種挑戰，但技術一直在向前進步。
去年5月，全球首條年產3000萬顆大功率紫外LED晶片量產生產線便在中科潞安正式投產，實現了大規模的LED晶片技術產業化與核心器件國產化。
三安光電自2014年涉足深紫外UVC領域，針對已知有效殺菌波段已開發多種尺寸UVC晶片及小中大及超大功率UVC LED產品。記者從該企業了解到，針對此次疫情，三安光電希望同各大科研機構、院校聯手，提供有效殺菌波段UVC LED，針對此次新型冠狀病毒紫外照射滅菌試驗及研究。
隨著技術進步、學科交叉、應用融合，不斷催生新的應用領域，標準也需要不斷完善。「現有的紫外標準都是基於傳統汞燈的，目前紫外LED光源迫切需要從測試到應用的一系列標準。」閆建昌說。
在深紫外殺菌消毒方面，標準化的確面臨著一系列挑戰。比如，紫外汞燈殺菌主要在253.7nm，而UVC LED波長主要分布在260 - 280nm，這為後續應用的解決方案帶來一系列差異。
記者從國家半導體照明工程研發及產業聯盟了解到，為填補標準化空白領域，聯盟標準化委員會發揮團體標準快速響應市場需求的優勢，開展了對計量、標準、檢測等方面的調研，積極布局標準化體系，編寫了《紫外LED標準化體系報告》，啟動了《紫外LED技術與應用術語和定義》《紫外LED殺菌消毒技術報告》，未來將逐步構建匹配UVC LED規模市場的新的標準化體系。
新冠肺炎疫情普及了大眾對於紫外殺菌消毒的認知，無疑會促進紫外LED產業的發展，目前行業人士對此深信不疑，認為行業面臨快速發展的機遇。未來，深紫外LED產業的發展壯大，需要上下游各方的團結協作，才能把這塊「蛋糕」做大。
來源: 新華網
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