Ketika COVID-19 terus merusak populasi global, dunia secara khusus berfokus pada menemukan cara untuk memerangi virus corona baru. Itu termasuk Solid State Lighting&UC Santa Barbara' Energy Electronics Center (SSLEEC) dan perusahaan anggota. Para peneliti di sana sedang mengembangkan LED ultraviolet yang memiliki kemampuan untuk mendekontaminasi permukaan - dan berpotensi udara dan air - yang telah bersentuhan dengan virus SARS-CoV-2.
& quot;Salah satu aplikasi utama adalah dalam situasi medis -- desinfeksi alat pelindung diri, permukaan, lantai, dalam sistem HVAC, dan lain-lain," kata peneliti doktor material Christian Zollner, yang pekerjaannya berpusat pada kemajuan teknologi LED sinar ultraviolet dalam untuk tujuan sanitasi dan pemurnian. Dia menambahkan bahwa pasar kecil sudah ada untuk produk desinfeksi UV-C dalam konteks medis.
Memang, banyak perhatian akhir-akhir ini beralih ke kekuatan sinar ultraviolet untuk menonaktifkan virus corona baru. Sebagai teknologi, desinfeksi sinar ultraviolet telah ada sejak lama. Dan sementara praktis, kemanjuran skala besar terhadap penyebaran SARS-CoV-2 belum ditunjukkan. Sinar UV menunjukkan banyak harapan: perusahaan anggota SSLEEC Seoul Semiconductor pada awal April melaporkan"99,9% sterilisasi virus corona (COVID-19) dalam 30 detik" dengan produk LED UV mereka. Teknologi mereka saat ini sedang diadopsi untuk penggunaan otomotif, dalam lampu LED UV yang mensterilkan interior kendaraan kosong.
Perlu dicatat bahwa tidak semua panjang gelombang UV sama. UV-A dan UV-B -- jenis yang banyak kita dapatkan di Bumi berkat Matahari -- memiliki kegunaan penting, tetapi UV-C yang langka adalah sinar ultraviolet pilihan untuk memurnikan udara dan air dan untuk menonaktifkan mikroba . Ini hanya dapat dihasilkan melalui proses buatan manusia.
& quot;Cahaya UV-C dalam rentang 260 -- 285 nm paling relevan untuk teknologi desinfeksi saat ini juga berbahaya bagi kulit manusia, jadi untuk saat ini sebagian besar digunakan dalam aplikasi di mana tidak ada orang yang hadir pada saat desinfeksi,&kutipan; kata Zollner. Faktanya, Organisasi Kesehatan Dunia memperingatkan agar tidak menggunakan lampu desinfeksi ultraviolet untuk membersihkan tangan atau area kulit lainnya - bahkan paparan sinar UV-C dalam waktu singkat dapat menyebabkan luka bakar dan kerusakan mata.
Sebelum pandemi COVID-19 mendapatkan momentum global, para ilmuwan material di SSLEEC sudah bekerja memajukan teknologi LED UV-C. Area spektrum elektromagnetik ini merupakan batas yang relatif baru untuk pencahayaan solid-state; Sinar UV-C lebih umum dihasilkan melalui lampu uap merkuri dan, menurut Zollner,"banyak kemajuan teknologi diperlukan agar LED UV mencapai potensinya dalam hal efisiensi, biaya, keandalan, dan masa pakai.&kutipan;
Dalam sebuah surat yang diterbitkan di jurnalACS Photonics, para peneliti melaporkan metode yang lebih elegan untuk membuat LED dalam-ultraviolet (UV-C) berkualitas tinggi yang melibatkan penyimpanan film paduan semikonduktor aluminium galium nitrida (AlGaN) pada substrat silikon. karbida (SiC) - keberangkatan dari substrat safir yang lebih banyak digunakan.
Menurut Zollner, menggunakan silikon karbida sebagai substrat memungkinkan pertumbuhan bahan semikonduktor UV-C berkualitas tinggi yang lebih efisien dan hemat biaya daripada menggunakan safir. Hal ini, jelasnya, karena kedekatan materi' struktur atom cocok.
& quot;Sebagai aturan umum, semakin mirip secara struktural (dalam hal struktur kristal atom) substrat dan film satu sama lain, semakin mudah untuk mencapai kualitas material yang tinggi," dia berkata. Semakin baik kualitasnya, semakin baik efisiensi dan kinerja LED' Safir berbeda secara struktural, dan memproduksi bahan tanpa cacat dan ketidaksejajaran seringkali membutuhkan langkah tambahan yang rumit. Silikon karbida bukanlah pasangan yang sempurna, kata Zollner, tetapi memungkinkan kualitas tinggi tanpa memerlukan metode tambahan yang mahal.
Selain itu, silikon karbida jauh lebih murah daripada"ideal" substrat aluminium nitrida, membuatnya lebih ramah produksi massal, menurut Zollner.
Disinfeksi air portabel yang bekerja cepat adalah salah satu aplikasi utama yang dipikirkan para peneliti saat mereka mengembangkan teknologi LED UV-C mereka; dioda' daya tahan, keandalan, dan faktor bentuk kecil akan menjadi pengubah permainan di daerah yang kurang berkembang di dunia di mana air bersih tidak tersedia.
Munculnya pandemi COVID-19 telah menambah dimensi lain. Saat dunia berlomba untuk menemukan vaksin, terapi, dan obat untuk penyakit ini, desinfeksi, dekontaminasi, dan isolasi adalah beberapa senjata yang kita miliki untuk mempertahankan diri, dan solusinya perlu diterapkan di seluruh dunia. Selain UV-C untuk keperluan sanitasi air, sinar UV-C dapat diintegrasikan ke dalam sistem yang menyala saat tidak ada orang, kata Zollner.
& quot;Ini akan memberikan cara yang murah, bebas bahan kimia, dan nyaman untuk membersihkan ruang publik, ritel, pribadi, dan medis," dia berkata.
Untuk saat ini, bagaimanapun,'permainan kesabaran, karena Zollner dan rekan menunggu pandemi. Penelitian di UC Santa Barbara telah melambat untuk meminimalkan kontak orang ke orang.
& quot;Langkah kami selanjutnya, setelah kegiatan penelitian dilanjutkan di UCSB, adalah melanjutkan pekerjaan kami untuk meningkatkan platform AlGaN/SiC kami agar mudah-mudahan menghasilkan pemancar cahaya UV-C paling efisien di dunia', [GG ] kutipan; dia berkata.
Kontributor penelitian lainnya termasuk Burhan K. SaifAddin (penulis utama), Shuji Nakamura, Steven P. DenBaars, James S. Speck, Abdullah S. Almogbel, Bastien Bonef, Michael Iza, dan Feng Wu, semuanya dari SSLEEC dan/atau Departemen Materi di UC Santa Barbara.
