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UVLED殺菌
發(fā)布時(shí)間：
2021-09-26 09:42
疫情持續(xù)擴(kuò)散未見(jiàn)趨緩，無(wú)論是口罩或各種有助消毒除菌的防疫類用品仍供不應(yīng)求，其他像是紫外線（Ultraviolet，UV）LED 相關(guān)產(chǎn)品包括除菌棒、消毒燈等詢問(wèn)度也大增。不過(guò)，能夠有效滅菌消毒的UV LED 應(yīng)用需要一定條件，晶光電董事長(zhǎng)暨總經(jīng)理魏志宏博士指出，其關(guān)鍵就在于正確的波長(zhǎng)與劑量。
迷思一：所有UV LED 產(chǎn)品都能殺菌消毒？
UV LED 紫外線產(chǎn)品在疫情延燒下需求增溫，卻也有民眾誤以為只要是UV 產(chǎn)品都具有消毒滅菌功效，甚至出現(xiàn)以美甲UV 燈消毒口罩的例子，事實(shí)上該產(chǎn)品的UV 波長(zhǎng)根本無(wú)法消毒殺菌。由于不同波段的UV 各具不同效用，若要有效除菌消毒，首先必須選擇正確的UV 波長(zhǎng)，這就得先從UV 紫外光輻射分類開(kāi)始講起。
根據(jù)ISO-DIS-21348 分類說(shuō)明，UV 波長(zhǎng)范圍在400 nm 以下，主要可分為長(zhǎng)波長(zhǎng)紫外線UVA、中波長(zhǎng)UVB 及短波長(zhǎng)UVC。UVA 波長(zhǎng)介于315 nm 至400 nm，主要應(yīng)用于UV 固化、油墨印刷、PCB 曝光、美甲、紙鈔識(shí)別等工業(yè)與消費(fèi)領(lǐng)域；UVB 波長(zhǎng)介于280 nm 至315 nm，多用于紫外光療、醫(yī)療保健方面。
至于實(shí)際具有消毒滅菌效用的紫外光則是UVC，波段為200 nm 至280 nm，屬波長(zhǎng)最短且能量最強(qiáng)的紫外光，經(jīng)由短時(shí)間照射可破壞細(xì)菌、病毒、霉菌、芽孢菌等微生物細(xì)胞內(nèi)的DNA或RNA 結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞無(wú)法繁殖再生而死亡，達(dá)到消毒殺菌的功效，也因此被廣泛應(yīng)用在表面、水、空氣凈化及殺菌消毒等方面。
過(guò)去殺菌技術(shù)多采用UV 水銀汞燈，但體積較大、能耗高又容易造成污染，后來(lái)在技術(shù)演進(jìn)下逐漸由UV LED 取代，不僅體積小效能高，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上更彈性多元，而且能耗低、壽命長(zhǎng)，也無(wú)化學(xué)殘留，更安全也更環(huán)保。
迷思二：UVC LED 產(chǎn)品能百分之百秒殺細(xì)菌？
雖然符合波長(zhǎng)的UVC LED 對(duì)表面、空氣和水能發(fā)揮消毒殺菌與凈化作用，但要快速滅菌達(dá)到「秒殺」程度，重點(diǎn)在于「劑量」（Dose）是否足夠。
魏志宏表示，「劑量（mJ/cm 2）＝ UVC輻射強(qiáng)度（mW/cm 2）x時(shí)間（Sec）」，輻射強(qiáng)度愈高，殺菌時(shí)間就會(huì)相對(duì)愈短，因此若要達(dá)到秒殺程度，UVC LED光強(qiáng)度就必須提升，針對(duì)不同細(xì)菌或病毒等微生物的UV致死劑量也各有不同。他提到過(guò)去SARS病毒的例子，以光強(qiáng)90 μW/cm 2（相當(dāng)于0.09 mW/cm 2）照射30分鐘即1,800秒就能將病毒成功消滅；如果將時(shí)間縮短到1.8秒的秒殺程度，要達(dá)到相同劑量就必須將強(qiáng)度提高到90,000 μW/cm 2（即90 mW/cm 2）。
盡管目前有些研究數(shù)據(jù)指出，UVC LED 某程度能使新型冠狀病毒存活率下降，但測(cè)試條件和劑量并不透明，仍需待進(jìn)一步研究才可能證實(shí)?？梢源_定的是，UVC LED 產(chǎn)品對(duì)一般消毒除菌確實(shí)有效，例如用于表面滅菌的殺菌棒、殺菌盒；空氣凈化機(jī)、流動(dòng)或靜止水殺菌等，只是不同產(chǎn)品的光強(qiáng)、所需照射時(shí)間、除菌消毒效能，還是得視各自的設(shè)計(jì)而定。
除了劑量是重點(diǎn)，還要搭配無(wú)死角照射的光學(xué)設(shè)計(jì)才能提高除菌力。魏志宏以自家開(kāi)發(fā)的流動(dòng)水殺菌模組為例，說(shuō)明該模組采用單一顆20 mW UVC LED 晶片，水流量每分鐘3 公升，除菌率可達(dá)99.99 ％，關(guān)鍵就在模組里面的光學(xué)設(shè)計(jì)。運(yùn)用無(wú)死角的光學(xué)設(shè)計(jì)，能均勻照射所有流進(jìn)的水量，從而達(dá)到接近百分之百的殺菌效果，而且UV LED 光強(qiáng)也不必過(guò)高以免造成過(guò)熱。也就是說(shuō)，即便UV LED 功率再高，若光學(xué)設(shè)計(jì)有瑕疵出現(xiàn)死角，也無(wú)法讓流進(jìn)來(lái)的水全部受光，殺菌力也會(huì)打折，足見(jiàn)其重要性。
殺菌消毒需求大增，UVC LED 應(yīng)用起飛
LED 產(chǎn)業(yè)為因應(yīng)市場(chǎng)急速變革，不少?gòu)S商數(shù)年前就開(kāi)始朝利基市場(chǎng)「藍(lán)海」應(yīng)用發(fā)展，UV LED 便是其中之一。LED 廠包括晶電、隆達(dá)、光鋐、研晶、億光等早已投入開(kāi)發(fā)UVC LED 市場(chǎng)。另如臺(tái)塑化與日商日機(jī)裝（Nikkiso）也合資成立福機(jī)裝（NKFG），共同發(fā)展UV LED 事業(yè)。
不過(guò)，幾年前市場(chǎng)對(duì)UV LED 技術(shù)與應(yīng)用普遍認(rèn)知不足，加上價(jià)格偏高，一直未見(jiàn)顯著成長(zhǎng)，直到近年技術(shù)發(fā)展?jié)u趨成熟，晶片價(jià)格也有所降低，逐漸開(kāi)出不少應(yīng)用并步入量產(chǎn)。尤其最近受到武漢肺炎影響，UVC LED 市場(chǎng)需求急增，在各方面條件到位下，未來(lái)發(fā)展也備受看好。
隨著市面上UV LED 相關(guān)產(chǎn)品愈來(lái)愈多，消費(fèi)者除了得清楚分辨不同UV LED 的產(chǎn)品用途，選擇波長(zhǎng)和劑量真正具有殺菌效能的UVC LED 產(chǎn)品外，也要謹(jǐn)慎使用避免直視或照射皮膚、直接接觸人體，在正確使用下做為日常生活的防疫利器。
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