22 Temmuz 2024 Pazartesi
Teknoloji Dünyası

Far-Ultraviolet LED ile İnsanlara Zarar Vermeden Bakterileri ve Virüsleri Etkili Bir Şekilde Öldürmek Mümkün mü?

476views

Güçlü bir LED, insanlar için güvenli kalırken yüzeyleri verimli bir şekilde dezenfekte edebilir. RIKEN fizikçileri, mikroplar ve virüsler için ölümcül, ancak insanlar için güvenli olan yüksek verimli bir LED tasarladı. Bir gün, insanlarla dolu odalarda patojenleri öldürerek ülkelerin pandemi gölgelerinden çıkmasına yardımcı olabilir.

Şekil 1: Çoğu LED görünür ışık yayar, ancak RIKEN fizikçileri, uzak ultraviyolede dar bir bölgede yayan, insanlar için güvenli, virüsler ve bakteriler için ölümcül olan bir LED yarattılar. 

Ultraviyole antiseptik lambalar bakteri ve virüsleri yok etmede son derece etkilidir. Aslında, hastanelerde yüzeyleri ve tıbbi aletleri sterilize etmek için rutin olarak kullanılırlar. Bu tip lambalar, LED’lerle üretilebilir ve bu da onları enerji açısından verimli hale getirir. Ancak bu LED’ler, DNA’ya zarar verecek bir aralıkta ultraviyole ışık üretir ve bu nedenle insanların çevresinde kullanılamaz. Hem dezenfekte etmede iyi hem de insanlar için güvenli görünen dar bir uzak ultraviyole ışık bandında ışık tutan verimli LED’ler geliştirme arayışı sürüyor.

İnsanların yokluğunda çalışan antiseptik LED lambalar genellikle alüminyum, galyum ve nitrojenden yapılır. İçerdikleri alüminyum miktarını artırarak, bu LED’ler, insanlar için güvenli olan bir dalga boyu bölgesinde çalışacak şekilde değiştirilebilir. Bu yaklaşım daha önce kullanılmış, ancak önemli ölçüde azaltılmış güçle sonuçlanmıştır. Bu sorunu çözmek için RIKEN Quantum Optodevice Laboratuvarı’ndaki üç fizikçi, Masafumi Jo, Yuri Itokazu ve Hideki Hirayama, daha karmaşık bir tasarıma sahip bir LED yarattı. Her biri biraz farklı oranlarda alüminyum içeren birden fazla katmanı bir araya getirdiler. Ek olarak, bazı katmanlarda az miktarda silikon veya magnezyum da eklediler. Bu, elektronlar için etkili bir engel rotası yarattı, malzeme boyunca hareketlerini engelledi ve onları belirli alanlarda daha uzun süre hapsetti. Bu, cihaz tarafından yayılan ışık miktarının artması ve cihaz tarafından absorbe edilen miktarın azalması ile sonuçlanmıştır. Ekip, ideal tasarımı belirlemeye yardımcı olmak için olası tüm etkileri modellemek için bilgisayar simülasyonlarını kullandı. Jo, “Daha sonra etkili olup olmadığını görmek için örnekler büyüttük” diyor. Her katmanın kalınlığını tam olarak kontrol etmek en büyük deneysel zorluktu. Uzak ultraviyole ışıkta çalışan ve önceki en iyilerinden neredeyse on kat daha yüksek bir çıkış gücüne sahip bir LED elde ettiler.

COVID-19 salgını, yüzeylerdeki virüsleri ve mikropları yok edebilmenin önemi konusunda yeni bir bilinç getirdi. Jo, “Bulgularımızın ve teknolojilerimizin toplumu bu ve gelecekteki salgınlara karşı korumak için çok yararlı olacağına güveniyoruz” diyor. Jo, üçlünün LED’lerinin performansını daha da geliştirmek için çaba göstereceklerini ekliyor. “Çıkış gücünde ve güç verimliliğinde hala iyileştirme için çok yer var” diye belirtiyor.

Kaynak: “Milliwatt-power far-UVC AlGaN LEDs on sapphire substrates” by Masafumi Jo, Yuri Itokazu and Hideki Hirayama, 25 May 2022, Applied Physics Letters.

Leave a Response

ekurt
Tecrübelerini ve bildiklerini kendine saklamayan, iyi bir eğitimci olmaya çalışan Mühendis...