ابداع لامپ «ال‌ای‌دی» برای از بین بردن ویروس‌ها

به گزارش صنعت نیوز، فیزیکدانان یک لامپ ال‌ای‌دی (LED) با نور فرابنفش‌ ساخته‌اند که برای میکروب‌ها و ویروس‌ها کشنده، اما برای انسان‌ها بی‌خطر است.

ال‌ای دی فوق فرابنفش به طور موثر باکتری‌ها و ویروس‌ها را بدون آسیب رساندن به مردم از بین می‌برد. یک LED قدرتمند می‌تواند سطوح را به طور موثر ضدعفونی کند و در عین حال برای افراد ایمن باشد.

فیزیکدانان موسسه تحقیقات ریکن در ژاپن یک LED بسیار کارآمد ساخته اند که برای میکروب‌ها و ویروس‌ها کشنده، اما برای انسان بی خطر است. این فناوری روزی می‌تواند به کشور‌ها کمک کند با کشتن عوامل بیماری‌زا در اتاق‌های شلوغ، از زیر سایه همه‌گیری‌ها خارج شوند.

لامپ‌های میکروب کش فرابنفش در نابودی باکتری‌ها و ویروس‌ها بسیار موثر هستند. در واقع، آن‌ها به طور معمول در بیمارستان‌ها برای استریل کردن سطوح و ابزار پزشکی استفاده می‌شوند.

ماسافومی یو و همکارانش یک LED طراحی کرده اند که به محافظت از جامعه در برابر بیماری‌های همه گیر کمک می‌کند.

این نوع لامپ‌ها را می‌توان با ال‌ای‌دی ساخت که باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود. با این حال، این LED نور فرابنفش را در طیفی تولید می‌کند که به دی ان‌ای آسیب می‌رساند؛ بنابراین نمی‌توان از این لامپ‌ها محیط‌های انسانی استفاده کرد. جستجو برای تولید ال یی دی‌های کارآمد در دست انجام است که نور را در یک نوار باریکی از پرتو فوق فرابنفش می‌تاباند که به نظر می‌رسد هم در ضدعفونی کردن خوب باشد و هم برای مردم ایمن باشد.

لامپ‌های LED ضد میکرب که در غیاب انسان کار می‌کنند، اغلب از آلومینیوم، گالیم و نیتروژن ساخته می‌شوند. با افزایش مقدار آلومینیوم موجود در آنها، این ال‌ای دی‌ها را می‌توان به نحوی اصلاح کرد که در منطقه‌ای با طول موج ایمن برای انسان ایمن کار کنند. این روش قبلا استفاده شده، اما به کاهش چشمگیر انرژی منجر شده است.

برای حل این مشکل، سه فیزیکدان در آزمایشگاه اپتودیس کوانتومی ریکن، یک LED با طراحی پیچیده‌تر ساختند. آن‌ها چندین لایه را روی هم قرار دادند که هر کدام حاوی نسبت‌های متفاوت آلومینیوم بود؛ علاوه بر این، در برخی از لایه‌ها مقادیر کمی سیلیکون یا منیزیم نیز اضافه کردند.

این شیوه مسیری با مانع برای الکترون‌ها ایجاد کرد و مانع حرکت آن‌ها در سراسر ماده شد و آن‌ها را برای مدت طولانی در مناطق خاصی به دام انداخت. این کار به افزایش مقدار نور تابیده شده از دستگاه و کاهش مقدار جذب توسط آن شد.
این محققان از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای برای مدل‌سازی تمام جلوه‌های ممکن برای کمک به تعیین طرح ایده‌آل استفاده کردند.

یو می‌گوید: ما نمونه‌هایی تولید کردیم تا کارایی آن‌ها را مشاهده کنیم. کنترل دقیق ضخامت هر لایه بزرگترین چالش تجربی بود. محققان در نهایت یک LED ساختند که در پرتو فرابنفش دور کار می‌کرد و توان خروجی آن تقریباً ۱۰ برابر بهترین نمونه‌های قبلی است.

همه‌گیری کووید-۱۹ اهمیت ریشه‌کنی ویروس‌ها و میکروب‌ها را از روی سطوح نشان داد.

یو می‌گوید: یافته‌ها و فناوری‌های ما برای محافظت از جامعه در برابر این بیماری و همه‌گیری‌های آینده بسیار مفید خواهد بود. هنوز جای زیادی برای بهبود توان خروجی و راندمان وجود دارد.