تولید لامپ «ال‌ای‌دی» برای نابودی ویروس‌ها بدون آسیب به انسان‌ها

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از تارنمای اخبار علمی سای تک، ال ای دی فوق فرابنفش به طور موثر باکتری ها و ویروس ها را بدون آسیب رساندن به مردم از بین می برد. یک LED قدرتمند می تواند 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 میکروب ها و ویروس ها 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 همه‌گیری ها خارج شوند.

لامپ های میکرب کش فرابنفش در نابودی باکتری ها و ویروس ها بسیار موثر هستند. در واقع، آنها به طور معمول در بیمارستان ها برای استریل کردن سطوح و ابزار پزشکی استفاده می شوند.

ماسافومی یو و همکارانش یک LED طراحی کرده اند که به محافظت از جامعه در برابر بیماری های همه گیر کمک می کند. 

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 می کند که به دی ان ای آسیب می رساند. بنابراین نمی توان از این لامپ ها محیط های انسانی استفاده کرد. جستجو برای تولید ال یی دی های کارآمد در دست انجام است که نور را در یک نوار باریکی از پرتو فوق فرابنفش می تاباند که به نظر می رسد هم در ضدعفونی کردن خوب باشد و هم برای مردم ایمن باشد.

لامپ های LED ضد میکرب که در غیاب انسان کار می کنند، اغلب از آلومینیوم، گالیم و نیتروژن ساخته می شوند. با افزایش مقدار آلومینیوم موجود در آنها، این ال ای دی ها را می توان به نحوی اصلاح کرد که در منطقه ای 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 نسبت های متفاوت آلومینیوم بود؛ علاوه بر این، در برخی از لایه ها مقادیر کمی سیلیکون یا منیزیم نیز اضافه کردند.

این شیوه مسیری با مانع برای الکترون ها 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 رایانه ای برای مدل‌سازی تمام جلوه‌های ممکن برای کمک به تعیین طرح ایده‌آل استفاده کردند.

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