9 個問題帶你了解 UVC LED

9 個問題帶你了解 UVC LED
據 LEDinside《2018 紫外線 LED 應用市場報告──固化、醫療、殺菌》顯示,UV LED 市場產值 2017 年成長至 2.23 億美元,預估 2022 年將達 12.24 億美元,2017~2022 年複合成長率達 33%。除固化市場穩定成長外,表面殺菌、靜止水殺菌、流動水殺菌為未來 5 年(2018~2022)主要成長動能。

今天,就來談談這些主要成長動能的核心選手:UVC LED。

1. 何為 UV?

首先複習一下 UV。UV 即 Ultraviolet,也就是紫外線,為波長在 10~400 奈米的電磁波。不同波段的 UV 又可分為 UVA、UVB、UVC。

UVA:波長較長,波長介於 320~400 奈米,可穿透雲層、玻璃進入室內及車內,可穿透至皮膚真皮層,會造成曬黑。UVA 可再細分為 UVA-2(320~340 奈米)與UVA-1(340~400 奈米)。

UVB:波長居中,波長介於 280~320 奈米,會被臭氧層吸收,會引起曬傷及皮膚紅、腫、熱及痛,嚴重者還會起水泡或脫皮。

UVC:波長介於 100~280 奈米,但由於 200 奈米以下的波長為真空紫外線,故可被空氣吸收,因此 UVC 可穿越大氣層的波長介於 200~280 奈米,波長越短越危險,但又由於可被臭氧層阻隔,只有少量會到達地球表面。

2. UV 殺菌的機制?

UV 能破壞微生物的 DNA(去氧核糖核酸)或 RNA(核糖核酸)分子結構,使細菌死亡或不能繁殖,達到殺菌目的。

3. UV 殺菌波段?

根據國際紫外線協會的說法,「對於水和空氣消毒非常重要的紫外線光譜(殺菌區域)是被 DNA(某些病毒為 RNA)吸收的範圍。這個殺菌波段約是 200~300 奈米」。

已知殺菌波長延伸到 280 奈米以上,現在一般認為延伸到 300 奈米,然而這也可能隨著更多的研究而改變。科學家已經證明,波長在 280~300 奈米的紫外光也可用於殺菌。

4. 殺菌最適合的波長?

有一誤讀認為 254 奈米是殺菌的最佳波長,因為低壓汞燈的峰值波長(僅由燈的物理學決定)為 253.7 奈米。實質如上所述,一定範圍的波長都有殺菌作用。但一般認為 265 奈米波長最佳,因此波長為 DNA 吸收曲線的峰值。所以 UVC 是最適合殺菌的波段。

5. 歷史為何選擇 UVC LED?

從歷史看,汞燈曾是 UV 殺菌的唯一選擇。但《水俁公約》自 2017 年 8 月 16 日起正式生效,公約要求 2021 年 1 月 1 日起,禁止生產和進出口規定的含汞產品,汞燈也在此列。所以留給汞燈的時間不多了,而 UVC LED 是目前看來唯一可靠的替代方案。

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