由于新冠病毒在全球蔓延,具有殺菌消毒作用的紫外產(chǎn)品受到了人們的追捧,需求量大增,場內(nèi)廠商紛紛加大生產(chǎn),場外玩家摩拳擦掌要入場分一杯羹。然而,在這場紫外狂歡的背后,卻存在一些不容忽視的問題:普通消費者對紫外產(chǎn)品認(rèn)識夠深,將汞燈與UV LED混為一談;同時,由于認(rèn)識不夠,若消費者使用不當(dāng),可能給身體造成一定的傷害;部分不良廠商利用UVA、UVB甚至是普通的白光來冒充UVC,欺負(fù)消費者等等。
如果這些問題得不到解決,一方面,會喪失消費者對紫外產(chǎn)品的信任,另一方面,也會擾亂正常的行業(yè)競爭秩序,導(dǎo)致劣幣驅(qū)逐良幣的出現(xiàn)。目前,紫外產(chǎn)品的科普、宣傳之路仍然任重。如何正確認(rèn)識紫外產(chǎn)品,正確認(rèn)識UV LED,給消費者做一個通俗易懂的科普?下面就帶領(lǐng)大家從《UV LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》中深入學(xué)習(xí),先睹為快!
UV的科學(xué)定義及波長劃分
UV(ultraviolet),即紫外線,紫外線指的是電磁波譜中波長從 100nm~400nm 輻射的總稱。紫外線字面意思為“超越紫色”,由于紫色光在可見光中波長最短,紫外線的波長則比紫色光更短,肉眼不可見。
根據(jù)UV能量大小的不同,它被劃分成三種常用波段類型:
UVA:又稱長波紫外線,波長為320-400nm,穿透大氣層能力最強,破壞性最小,時間累積會對生物造成傷害。
UVB:又稱中波紫外線,波長280-320nm,會大量被臭氧層吸收,對生物的生長健康產(chǎn)生深刻影響。
UVC:又稱短波紫外線,波長200-280nm,穿透力大氣層能力最差,對生物的破壞性最大,短時間照射即可灼傷皮膚,長期或高強度照射會造成皮膚癌。
根據(jù)光量子論,波長越短,能量越強,對生物的破壞性越大。短波紫外光甚至具備超強的破壞力,能斬斷多數(shù)化合物的化學(xué)鏈結(jié),還能破壞細(xì)胞的RNA與DNA,使其立即死亡或失去繁殖能力。
太陽發(fā)射到地球的光譜中原本含有UV波段,但由于地球大氣層的吸收,尤其是臭氧層阻絕了97~99%的紫外線輻射,絕大部分UV不能進(jìn)入地球生物圈,萬物才得以生息繁衍。
注:200nm到100nm為UVD波段,只能在真空中傳播,不在產(chǎn)業(yè)研究范疇。
汞燈和UV LED
UV是把雙刃劍,它的物理特性使其對生物具有破壞性的同時,也能產(chǎn)生眾多現(xiàn)實用途,由此使得人工獲取UV具備商業(yè)價值。目前,人類以工業(yè)技術(shù)獲取UV的方式主要通過汞燈和UV LED。
汞燈:汞原子的電子激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差剛好落在紫外線范圍,陰極射線管放出高能電子使汞蒸汽的原子呈激發(fā)態(tài),激發(fā)態(tài)的電子回到基態(tài)從而放出紫外線。
UV LED:利用半導(dǎo)體發(fā)光原理制造UV波段的光源,氮化鋁、氮化鎵或銦鎵氮等三五族半導(dǎo)體材料的禁帶寬度落在藍(lán)光到紫外光波段之間,它們的電子與價帶上的空穴復(fù)合,復(fù)合時得到的能量釋放出去,通過改變材料配比,可以釋放出不同波段的紫外線與可見光。
UVC LED與汞燈的優(yōu)勢對比
目前用于殺菌消毒的紫外光源主要有兩種:傳統(tǒng)汞燈和UVC LED;大功率市場汞燈占主流;UVC LED當(dāng)前只適用于家電、民用水處理及表面殺菌燈小功率市場。
汞燈對應(yīng)消毒面積一般采用1W對應(yīng)1㎡;依波長主要分為:臭氧型185nm和無臭氧型254nm;前者無死角消毒,更符合工廠、車間、醫(yī)院等場所;后者只對照射面起效,更適合家用、餐廳燈場所。
從長遠(yuǎn)來看, UVC LED不含汞污染、體積小等優(yōu)勢,使其成為紫外汞燈唯一替代選擇,被寄予厚望。
需要指出的是,與汞燈相比,UV LED在技術(shù)、效率、成本上還需要不斷突破,如輻射效率達(dá)到10%~20%以上,且成本上與紫外汞燈相媲美時,才更有機會在家用、商用乃至到工業(yè)領(lǐng)域,真正啟動大規(guī)模應(yīng)用。
UV LED的應(yīng)用領(lǐng)域
這幾年,UV LED因應(yīng)用廣泛,可以給百姓生活帶來全新體驗,使其市場發(fā)展?jié)摿薮?,而備受產(chǎn)業(yè)界和大眾期待。每個紫外波長類型都有特定的應(yīng)用,目前應(yīng)用最為廣泛的是UVA產(chǎn)品,UVB與UVC的門檻則更高一些,尤其是UVC。
UVA(320~400nm):UVA一般沒有害,可用于治療某些皮膚疾病。UVA LED多用于紫外固化、防偽檢測、光催化、皮膚美黑等方面。
UVB(280~320nm):大多數(shù)太陽光中的UVB被大氣臭氧層吸收,長時間接觸可能對人眼和皮膚有害,但它對維生素D的產(chǎn)生和嚴(yán)重皮膚病的治療有益,UVB LED多用于植物生長和醫(yī)用光療。
UVC(200~280nm):由于破壞性極強,具備殺菌消毒的能力。目前,UVC LED多用于表面殺菌消毒、空氣凈化和水處理方面。
要注意的是,每個人對紫外線的抵抗程度不同,被照射累積量到某一極限值,就會造成傷害,UVA、UVB、UVC均可對眼睛表層組織造成傷害。因此,在使用紫外產(chǎn)品時,要避免紫外光直接照射到人體身上。而UV LED產(chǎn)業(yè)界在設(shè)計產(chǎn)品時,也應(yīng)該非??季堪踩O(shè)計及安全使用引導(dǎo)。
好了,今天的《UV LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》科普堂就這里了。看完文章,希望各位讀者大人多多轉(zhuǎn)發(fā),在為客戶和消費者科普、宣傳的同時,也凈化了行業(yè)的競爭環(huán)境,共同推動行業(yè)的健康發(fā)展!