नवम्बर 27, 2022

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सुदूर यूवी एलईडी रोशनी लोगों को नुकसान पहुंचाए बिना बैक्टीरिया और वायरस को कुशलता से मार देती है

Far-Ultraviolet LED

चित्रा 1: अधिकांश एल ई डी दृश्य प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, लेकिन रिकेन भौतिकविदों ने एक एलईडी बनाई है जो एक संकीर्ण क्षेत्र में दूर पराबैंगनी किरणों में उत्सर्जित होती है और मनुष्यों के लिए सुरक्षित है लेकिन वायरस और बैक्टीरिया के लिए घातक है। क्रेडिट: रिकेन

एक शक्तिशाली एलईडी लैंप लोगों को सुरक्षित रखते हुए सतहों को कुशलता से कीटाणुरहित कर सकता है।

रिकेन भौतिकविदों ने एक अत्यधिक कुशल एलईडी लैंप तैयार किया है जो रोगाणुरोधी और एंटीवायरल है लेकिन मनुष्यों के लिए सुरक्षित है। एक दिन, यह लोगों से भरे कमरों में रोगजनकों को मारकर देशों को महामारी की छाया से उभरने में मदद कर सकता है।

पराबैंगनी कीटाणुनाशक लैंप बैक्टीरिया और वायरस को मारने में अत्यधिक प्रभावी होते हैं। वास्तव में, वे नियमित रूप से अस्पतालों में चिकित्सा सतहों और उपकरणों को निष्फल करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

मसाफुमी जो

मासाफुमी जो और दो सहकर्मियों ने एक एलईडी लैंप डिजाइन किया है जो समाज को महामारी से बचाने में मदद करता है। क्रेडिट: रिकेन

इस प्रकार के लैंप एलईडी का उपयोग करके बनाए जा सकते हैं, जो उन्हें ऊर्जा कुशल बनाता है। हालांकि, ये एलईडी लाइटें हानिकारक रेंज में पराबैंगनी प्रकाश उत्पन्न करती हैं[{” attribute=””>DNA and therefore cannot be used around people. The search is on to develop efficient LEDs that shine light within a narrow band of far-ultraviolet light that appears to be both good at disinfecting while remaining safe for people.

Germicidal LED lamps that operate in the absence of humans are often made from aluminum, gallium, and nitrogen. By increasing the amount of aluminum they contain, these LEDs can be modified to work in a wavelength region that is safe for humans. This approach has been used before but has resulted in dramatically reduced power.

To work through this issue, three physicists at RIKEN Quantum Optodevice Laboratory, Masafumi Jo, Yuri Itokazu, and Hideki Hirayama, created an LED with a more complex design. They sandwiched together multiple layers, each containing slightly different proportions of aluminum. In addition, in some layers they also added tiny amounts of silicon or magnesium.

This effectively created an obstacle course for electrons, hindering their movement across the material and trapping them for longer in certain areas. This resulted in an increased amount of light emitted by the device and a reduced amount absorbed by it.

The team used computer simulations to model all possible effects to help pin down the ideal design. “We then grew samples to see if it was effective or not,” Jo says. Precisely controlling the thickness of each layer was the biggest experimental challenge. They ended up with an LED operating in the far ultraviolet, with an output power almost ten times higher than their previous best.

The COVID-19 pandemic brought a new consciousness of the importance of being able to eradicate viruses and microbes on surfaces. “We trust that our findings and technologies will be very useful for safeguarding society against this and future pandemics,” says Jo.

Jo adds that the trio will strive to improve their LED’s performance even further. “There’s still much room for improvement in the output power and the power efficiency,” he notes.

Reference: “Milliwatt-power far-UVC AlGaN LEDs on sapphire substrates” by Masafumi Jo, Yuri Itokazu and Hideki Hirayama, 25 May 2022, Applied Physics Letters.
DOI: 10.1063/5.0088454

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