大自然中的太陽(yáng)光內(nèi)含紫外線照射是目前對(duì)空氣,、水、地表凈化,、殺菌抑菌最有效而廉價(jià)的來(lái)源,，是大自然賦予人類生存的一份“厚禮”之一。通過(guò)技術(shù)手段,，正確利用紫外線（光）,、合理利用紫外線（光），將紫外線（光）的功能發(fā)揮到極致,，成為人類的福祉,。

紫外線（光）：

紫外線（光）按波長(zhǎng)從專業(yè)領(lǐng)域分為三個(gè)波段：

1.波長(zhǎng)：315nm-380nm段為長(zhǎng)波段紫外光，簡(jiǎn)稱為“UVA”,；

2.波長(zhǎng)：280nm-315nm段為中波段紫外光,，簡(jiǎn)稱為“UVB”,；

3.波長(zhǎng)：280nm-315nm段為短波段紫外光，簡(jiǎn)稱為“UVC”,；

　　從技術(shù)角度而言,，普通的藍(lán)光LED基本采用GaN作為發(fā)光材料，但是由于GaN的帶隙為3.4eV,，芯片內(nèi)部產(chǎn)生的波長(zhǎng)小于370nm的輻射會(huì)被GaN吸收,。因此，UV-LED大都采用AlGaN作為發(fā)光材料,。但是AlGaNLED需要1層帶隙更大的包覆層,，造成了更高的穿透位錯(cuò)密度，從而導(dǎo)致發(fā)光效率降低,。隨著輻射峰值波長(zhǎng)的減小,，UV-LED芯片的外量子效率逐漸降低。也就是說(shuō),，要獲取更短的波長(zhǎng),，技術(shù)難度更大，需要從事UV-LED芯片廠家對(duì)應(yīng)用技術(shù)研究有個(gè)持續(xù)突破的過(guò)程,，同時(shí),，也需要材料研究領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)、獲取持續(xù)銜接跟上,，才有可能將UVLED達(dá)到大面積,、多領(lǐng)域的應(yīng)用縱深，讓UVLED能量源源不斷地服務(wù)于人類,。

　　UVLED進(jìn)入消毒,、殺菌、抑菌乃至成為醫(yī)療領(lǐng)域的主要手段,，目前正在慢慢開(kāi)啟,，趁著這扇“門”還沒(méi)完全打開(kāi)跨入全面應(yīng)用的時(shí)機(jī)，就殺菌,、抑菌,、消毒方面，分享一些用“第三只眼” 的不成熟觀點(diǎn),，也趁機(jī)向同行大伽,、技術(shù)大牛做拋磚引玉之效。

紫外光光源（UVLED） 圖片來(lái)源：鴻利秉一
 

　　就目前已知的,、已有的應(yīng)用,，大多數(shù)是利用UVC波段紫外光（280nm-315nm）來(lái)實(shí)現(xiàn)殺菌、抑菌的，紫外光具有的廣譜性可以有效殺滅各種微生物,、細(xì)菌,、甚至是病毒，如細(xì)菌繁殖體,、芽胞,、分支桿菌、病毒,、真菌類,、立克次體和支原體等。

　　1.破壞遺傳物質(zhì)

　　細(xì)菌和病毒的繁殖與遺傳都是以DNA（脫氧核糖核酸）及RNA（核糖核酸）為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),，UVC波段的紫外光能有效破或壞改變細(xì)胞和病毒的核酸結(jié)構(gòu)及功能,。核酸吸收光譜，正好和紫外線的殺菌作用光譜幾乎完全吻合,，核酸是由磷酸二脂按照噤呤和嘧啶堿基配對(duì)的原則相連的多個(gè)核苷酸鏈,，這些物質(zhì)對(duì)紫外光有強(qiáng)烈的吸收作用，并在250-270nm波段作最大量的吸收,?？梢钥闯觯?dāng)殺菌力較強(qiáng)的253.7nm紫外光照射微生物時(shí),，被吸收的此外光作用于核酸,，紫外光子的能量被DNA中的堿基對(duì)吸收，破壞核酸分子中的一個(gè)或數(shù)個(gè)化學(xué)鍵,，引起核蛋白或核酸的分解或改變性質(zhì),，從而造成細(xì)菌或病毒內(nèi)蛋白質(zhì)和酶的合成障礙，致使其死亡或不能繼續(xù)繁殖后代,，達(dá)到殺菌,、抑菌的目的。

　　2．影響酶的活性

　　UVLED發(fā)出的紫外光還能影響細(xì)菌和病毒中許多酶的活性,，致使蛋白分子的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變,，干擾蛋白質(zhì)、核酸的合成,，也可使細(xì)菌或病毒的毒性降低,、活力降低甚至死亡。

　　3.破壞蛋白質(zhì)

　　若UVLED發(fā)出的光達(dá)到185nm波段輻射,，使空氣中的O?電離，使其生成氧自由基和臭氧,，這兩種因素都具有強(qiáng)氧化性的效果,，致使蛋白質(zhì)變性，令細(xì)菌、病毒喪失代謝能力,，導(dǎo)致細(xì)菌或病毒死亡,。

　　1.微生物種類

　　不同的微生物對(duì)紫外光的抵抗也有不同，據(jù)相關(guān)資料按其抵抗能力從大到小依次排列為：真菌孢子,、細(xì)菌孢子,、細(xì)菌繁殖體等；病毒對(duì)于紫外光的抵抗力大約介于芽孢與細(xì)菌繁殖體之間,。

　　2.照射（輻射）劑量

　　消毒時(shí)必須使用殺滅目標(biāo)微生物的所需輻射劑量,，目前有較多數(shù)據(jù)支撐，如,，殺滅細(xì)菌繁殖體時(shí)的照射劑量應(yīng)>10000μW·/ cm2(照射的強(qiáng)度和時(shí)間的乘積就得出照射量),，對(duì)于真菌孢子有時(shí)需要加大至>600000μW·/ cm2，在消毒目標(biāo)微生物不清楚的情況下,，照射量不得<100000μW·/ cm2,，若照射量不足，會(huì)影響消毒效果,。

　　3.照射距離

　　紫外光的輻射強(qiáng)度會(huì)隨著燈具距離遠(yuǎn)近而有所增減,，紫外光輻射源位置距正中越遠(yuǎn)，輻射強(qiáng)度就變得越低,，每相距10CM,，紫外光的照射強(qiáng)度降低約10μW·/ cm2，照射距離不經(jīng)過(guò)精準(zhǔn)計(jì)算會(huì)影響消毒效果,。

　　4.其它因素

　　消毒對(duì)象的污染程度和污染表面的光滑度,、紫外光燈的安置位置和消毒頻率、消毒環(huán)境的溫度,、溫度等相關(guān)要素,，都會(huì)構(gòu)成對(duì)消毒對(duì)象和消毒效果造成影響。

　　CSA Research數(shù)據(jù)顯示,，我國(guó)半導(dǎo)體照明技術(shù)水平快速提升,，與國(guó)際先進(jìn)水平差距進(jìn)一步縮小。其中,，深紫外LED技術(shù)進(jìn)一步提升,，280nm深紫外LED室溫連續(xù)輸出功率超過(guò)20 mW，處于世界先進(jìn)水平,。國(guó)內(nèi)許多公司及研究機(jī)構(gòu)也競(jìng)相涉足深紫外LED,，且UVC-LED殺菌消毒應(yīng)用正在逐漸展開(kāi)。其中,，國(guó)內(nèi)上市公司鴻利智匯也加進(jìn)落實(shí)推進(jìn) “LED +車聯(lián)網(wǎng)”雙主業(yè)戰(zhàn)略,，主營(yíng) LED 系列產(chǎn)品穩(wěn)步增長(zhǎng),，在擴(kuò)大 LED產(chǎn)能同時(shí)積極布局紅外安防、紫外等細(xì)分領(lǐng)域,。

　　業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,，2017年是UVLED市場(chǎng)及應(yīng)用快速發(fā)展的一年，眾多企業(yè)涉足及資本加碼,，將進(jìn)一步推動(dòng)這一細(xì)分領(lǐng)域的快速發(fā)展,。CSA Research預(yù)測(cè)，2017年深紫外LED外量子效率也將提高到15%左右,，室溫下輸出功率將超過(guò)30mW,，這將加快紫外LED在殺菌消毒與凈化領(lǐng)域的滲透。UVLED 2017年全球市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)2.7億美元,，預(yù)計(jì)會(huì)超過(guò)整個(gè)紫外光源市場(chǎng)的1/3，從而形成和紫外汞蒸氣燈分庭抗禮的局面,。

作者：廣州市鴻利秉一光電科技有限公司 陳炳泉