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日本企业深耕深紫外LED 技术动向揭晓

来源:九正建材网 发布日期:2015-11-28 14:23:52 查看次数:
【九正建材网】 只需要照射看不见的光线,就能轻松杀菌的时代即将到来。除了日常生活之外,这项技术还有助于改善贫困地区等的卫生条件。日本企业正在凭借技术实力,引领拯救世界的“未来之光”。

只需要照射看不见的光线,就能轻松杀菌的时代即将到来。除了日常生活之外,这项技术还有助于改善贫困地区等的卫生条件。日本企业正在凭借技术实力,引领拯救世界的“未来之光”。

生活就是与霉菌的战斗。空调加湿器空气净化器、浴室、厨房——打扫只要稍有懈怠,这些地方就会发霉。如果不把小小的霉菌放在眼里,一定会吃到苦头。不光是气味难闻,霉菌在空调的送风口和加湿器中繁殖后,一旦散播到房间中,还有可能引发支原体肺炎等疾病。

人类能否赢得与宿敌——霉菌的战斗呢?现在,一种可以称之为“新一代武器”的尖端技术即将进入实用阶段。

“深紫外LED(发光二极管)”能释放出具有杀菌作用,而且肉眼看不到的光线。这种具有杀菌作用的光线,叫作深紫外线

深紫外线是指波长较短的紫外线。在LED领域,现在开发的主要是释放“UV-C”,即100~280nm(纳米,纳为10亿分之1)光线的类型。阳光中也含有深紫外线,但是受到臭氧层的阻挡,基本到达不了地面。

深紫外线的威力早就得到了证实。深紫外线能直接作用于生命的基础——DNA,从根本上掐断细菌繁殖。旭化成UVC项目的项目主管久世直洋介绍说:“研究表明,波长为260nm的深紫外线特别容易被DNA吸收。具有消灭DNA遗传信息的效果”。失去遗传信息后,细菌就不能再继续繁殖。

在过去,汞灯是人们熟知的深紫外线发生设备。主要应用于商用杀菌和检查用途,例如医疗器械、工厂和研究机构、食品领域等。但汞灯在其他领域,普及却存在困难。

首先是性能受限。汞灯的工作电压为100V以上,尺寸为几cm~几m。耗电量大,单是充分发光之前的预热,就需要10~30分钟。而且寿命仅为3000~5000个小时。这样的尺寸、耗电量和耐久性,无法应用于家电和汽车。

最重要的问题是汞对人体有毒。2013年,日本等92个国家签署了《关于汞的水俣公约》。强化限制汞灯的做法正在全球不断扩大。

而深紫外LED可以轻松地在机器上安装,还具有良好的安全性。工作电压约为5~7V,尺寸只有几mm,预热时间为0秒。寿命长达1万个小时以上,并且冲击耐久性强,不使用汞。

深紫外LED打破了汞灯的诸多限制。这项新技术如果得到普及,在生活的方方面面,“杀菌日常化”将会成为现实。

不只是空调、冰箱饮水机、加湿器等家电,便携终端、住宅设备和汽车等各个场所也都可以安装。因为工作能耗低,在世界上缺乏清洁饮水的贫困地区,应该也能起到改善生活环境的作用。用途将一举实现扩大。有业内人士认为,深紫外LED的相关市场规模在今后的3~4年间,将会突破1000亿日元。

这项技术目前还存在弱点:发光效率比汞灯差,量产技术也不成熟。不过,用来弥补这些弱点的技术正在开发。

为夺取成长市场,以通过提高发光效率、建立量产技术,实现成本化为目标,全球掀起了白热化的技术开发竞争。一马当先的是3家日本企业:日机装、旭化成和德山。

深紫外LED以半导体技术为基础。竞争的重点,在于能否以高成品率,量产高性能半导体。

诺贝尔奖技术是源泉

2014年,赤崎勇和天野浩因开发出蓝色LED而荣获诺贝尔物理学奖。大型工业泵企业日机装从2006年起,开始在两人的指导下开展实用化研究。在10年后的2015年3月,实现了深紫外LED的量产供货。

借助了世界半导体权威的智慧,建立量产技术为什么还要这么长的时间?这是因为蓝色、红色等已经进入普及阶段的各种LED与深紫外LED使用的材料不同。

一般来说,LED是通过在蓝宝石基板上叠加薄膜状发光材料的方式制作。

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