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全球疫情持续扩散,无论是口罩或各种有助消毒除菌的防疫类用品仍供不应求,UVLED相关产品包括除菌棒、消毒灯等热度大增。上周,首个UVLED概念股首尔Viosys在韩上市,股票被疯狂认购,给原本就大热的UVLED再加一把火。
不过,大众对UVLED杀菌的认知仍存在盲区。研晶光电董事长暨总经理魏志宏博士指出,其关键就在于正确的波长与剂量。
问题一:所有UVLED产品都能杀菌消毒?
UVLED紫外线产品在疫情延烧下需求增温,却也有民众误以为只要是UV产品都具有消毒灭菌功效,甚至出现以美甲UV灯消毒口罩的例子,事实上该产品的UV波长根本无法消毒杀菌。由于不同波段的UV各具不同效用,若要有效除菌消毒,首先必须选择正确的UV波长,这就得先从UV紫外光辐射分类开始讲起。
根据ISO-DIS-分类说明,UV波长范围在nm以下,主要可分为长波长紫外线UVA、中波长UVB及短波长UVC。UVA波长介于nm至nm,主要应用于UV固化、油墨印刷、PCB曝光、美甲、纸钞识别等工业与消费领域;UVB波长介于nm至nm,多用于紫外光疗、医疗保健方面。
美甲UV灯为UVA波长,无法为口罩消毒灭菌(Source:Shutterstock)
至于实际具有消毒灭菌效用的紫外光则是UVC,波段为nm至nm,属波长最短且能量最强的紫外光,经由短时间照射可破坏细菌、病毒、霉菌、芽孢菌等微生物细胞内的DNA或RNA结构,使细胞无法繁殖再生而死亡,达到消毒杀菌的功效,也因此被广泛应用在表面、水、空气净化及杀菌消毒等方面。
过去杀菌技术多采用UV水银汞灯,但体积较大、能耗高又容易造成污染,后来在技术演进下逐渐由UVLED取代,不仅体积小效能高,在产品设计上更弹性多元,而且能耗低、寿命长,也无化学残留,更安全也更环保。
问题二:UVCLED产品能百分之百秒杀细菌?
虽然符合波长的UVCLED对表面、空气和水能发挥消毒杀菌与净化作用,但要快速灭菌达到秒杀程度,重点在于剂量(Dose)是否足够。
魏志宏表示,剂量(mJ/cm2)=UVC辐射强度(mW/cm2)x时间(Sec),辐射强度愈高,杀菌时间就会相对愈短,因此若要达到秒杀程度,UVCLED光强度就必须提升,针对不同细菌或病毒等微生物的UV致死剂量也各有不同。他提到过去SARS病毒的例子,以光强90μW/cm2(相当于0.09mW/cm2)照射30分钟即1,秒就能将病毒成功消灭;如果将时间缩短到1.8秒的秒杀程度,要达到相同剂量就必须将强度提高到90,μW/cm2(即90mW/cm2)。
尽管目前有些研究数据指出,UVCLED某程度能使新型冠状病毒存活率下降,但测试条件和剂量并不透明,仍需待进一步研究才可能证实。可以确定的是,UVCLED产品对一般消毒除菌确实有效,例如用于表面灭菌的杀菌棒、杀菌盒;空气净化机、流动或静止水杀菌等,只是不同产品的光强、所需照射时间、除菌消毒效能,还是得视各自的设计而定。
具杀菌功能的UVCLED水瓶(Source:科技新报)
瓶盖内所置入的UVCLED(Source:科技新报)
进行杀菌时可从瓶盖上方看到剩余秒数(Source:科技新报)
可携式UVCLED空气杀菌净化机,可在车内于无人状态下使用(Source:科技新报)
除了剂量是重点,还要搭配无死角照射的光学设计才能提高除菌力。魏志宏以自家开发的流动水杀菌模组为例,说明该模组采用单一颗20mWUVCLED晶片,水流量每分钟3公升,除菌率可达99.99%,关键就在模组里面的光学设计。运用无死角的光学设计,能均匀照射所有流进的水量,从而达到接近百分之百的杀菌效果,而且UVLED光强也不必过高以免造成过热。也就是说,即便UVLED功率再高,若光学设计有瑕疵出现死角,也无法让流进来的水全部受光,杀菌力也会打折,足见其重要性。
Bioraytron流动水杀菌模组强调无死角光学设计,除菌率可达99.99%(Source:科技新报)
杀菌消毒需求大增,UVCLED趁势起飞
LED产业为因应市场急速变革,不少厂商早在数年前就开始布局利基市场,UVLED便是其中之一。而近年UVLED技术发展渐趋成熟,晶片价格也有所降低,逐渐开出不少应用。加上近期疫情影响,UVCLED市场需求急增,未来发展也备受业内看好。
日前,三安光电互动平台上指出,三安已生产应用于杀菌消毒的UVLED芯片。公司UVC产品是氮化镓产品,公司有生产蓝宝石衬底。
国星光电在回答投资者提问时表示,UV消毒杀菌封装器件相关产品在持续接订单中。自2月复工以来,国星光电UVLED封装器件订单较去年同期有较大增幅,公司正集中满足疫情应急专有项目,加快全面复工步伐。
乾照光电董秘在回答投资者提问时表示,乾照正积极