Araştırmacılar, Özel UV-C Işığı İle Yüzeylerdeki Koronavirüs Öldürüyorlar
Araştırmacılar, SARS-CoV-2 virüsü ile temas eden yüzeyleri ve potansiyel olarak hava ve suyu dekontamine edebilen ultraviyole LED ışıkları (UV-C) geliştiriyorlar.
COVID-19 küresel popülasyonları tahrip etmeye devam ederken, dünya tek başına yeni koronavirüs ile savaşmanın yollarını bulmaya odaklı bir hâlde.
Santa Barbara California Üniversitesi’nde malzeme doktora araştırmacısı olan materyal doktora araştırmacısı Christian Zollner da bu işin içindedir. Kendisi bilhassa tıbbî durumlar için sanitasyon ve saflaştırma amaçları için derin ultraviyole ışık LED teknolojisini geliştirmeye odaklanmaktadır. Tıbbî bağlamlarda UV-C dezenfeksiyon ürünleri için zaten küçük bir pazarın olduğunu söylüyor.
Bir teknoloji olarak, ultraviyole ışık dezenfeksiyonu bir süredir var. Ancak şimdi COVID-19 pandemisinin ışığında, hastalığa neden olan koronavirüsü etkisiz hale getirmek için ultraviyole ışığın gücüne dikkat çekildi.
SARS-CoV-2 virüsünün yayılmasına karşı pratik, büyük ölçekli etkinlik henüz gösterilmemesine rağmen, UV ışığı çok umut vaat ediyor. Nisan ayı başlarında Seul Semiconductor, UV LED ürünleri ile “30 saniyede koronavirüsün (COVİD-19) 99,9% sterilizasyonunu” bildirdi.
Tüm UV dalga boylarının birbirine benzemediğini belirtmek gerekir. UV-A ve UV-B -Dünya’da Güneş’in vesilesiyle burada çok fazla aldığımız türler- önemli kullanımlara sahiptir. Ancak nadir UV-C hava ve suyu arındırmak ve mikropları inaktive etmek için tercih edilen ultraviyole ışıktır. Bunlar sadece insan yapımı süreçlerle üretilebilir.
“Mevcut dezenfeksiyon teknolojileri için iyi UV-C 260-285 nm aralığıdır. Fakat bu aralıktaki UV-C ışığı insan cildi için zararlıdır. Bu nedenle şimdilik dezenfeksiyon sırasıbda kimsenin bulunmadığı uygulamalarda kullanılmaktadır” diyor Zollner. Aslında, Dünya Sağlık Örgütü, elleri veya cildin diğer bölgelerini dezenfekte etmek için ultraviyole dezenfeksiyon lambalarını kullanmaya karşı uyarıyor. UV-C ışığına kısa süre maruz kalmak bile yanıklara ve göz hasarına neden olabilir.
UV-C Işığının Üretimi
COVID-19 salgını küresel bir ivme kazanmadan önce, SSLEEC’teki malzeme bilimcileri UV-C LED teknolojisini ilerletmekte zaten çalışıyordu. Elektromanyetik spektrumun bu alanı, katı hal aydınlatması için nispeten yeni bir sınırdır. UV-C ışığı daha yaygın olarak cıvalı buhar lambaları ile üretilir. Zollner’e göre, “UV LED’inin verimlilik, maliyet, güvenilirlik ve ömür açısından potansiyeline ulaşması için birçok teknolojik ilerlemeye ihtiyaç vardır.”
Araştırmacılar, yarı iletken alaşımlı alüminyum galyum nitrürün (AlGaN) bir filminin yarı substratına bırakılması yönteminin yüksek kaliteli derin ultraviyole (UV-C) LED’lerin üretilmesi için daha zarif bir yöntem olduğunu bildiriyorlar. Fakat silikon karbür (SiC) – safir substrattan ayırma yolu daha yaygın olarak kullanılır.
Zollner’e göre, silikon karbürün bir substrat olarak kullanılması, yüksek kaliteli UV-C yarı iletken malzemenin safir kullanmaktan daha verimli ve uygun maliyetli bir şekilde büyümesini sağlar. Bunun, malzemelerin atomik yapılarının ne kadar yakın olduklarından kaynaklandığını açıklıyor.
“Genel bir kural olarak, substrat ve film birbirine ne kadar yapısal olarak benzerse (atomik kristal yapı açısından), yüksek malzeme kalitesi elde etmek o kadar kolay olur” diyor. Kalite ne kadar iyi olursa LED’in verimliliği ve performansı o kadar iyi olur.
Safir yapısal olarak farklı değildir ve kusur ve yanlış hizalama olmadan malzeme üretmek genellikle karmaşık ek adımlar gerektirir. Silikon karbür mükemmel bir eşleşme değil, diyor Zollner. Ancak pahalı ve ek yöntemlere gerek kalmadan yüksek bir kalite sağlıyor.
Ek olarak, silikon karbür “ideal” alüminyum nitrür substratından çok daha ucuzdur ve Zollner’a göre daha seri üretim dostu hale getirir.
UV-C’nin Geleceği
Taşınabilir, hızlı ve etkili su dezenfeksiyonu, araştırmacıların UV-C LED teknolojilerini geliştirirken akıllarında tuttukları başlıca uygulamalar arasındaydı. Diyotların dayanıklılığı, güvenilirliği ve küçük ebat faktörü, temiz suyun bulunmadığı dünyanın daha az gelişmiş bölgelerinde bir hayat kurtarıcı olacaktır.
COVID-19 salgınının ortaya çıkışı başka bir boyut daha ekledi. Dünya, hastalık için aşılar, terapiler ve tedaviler bulmak için yarışırken, dezenfeksiyon, dekontaminasyon ve izolasyon, kendimizi savunmak için kullanmak zorunda olduğumuz birkaç silahtır. Çözümlerin bulunduğunda dünya çapında dağıtılması gerekecektir. Su temizliği için UV-C’ye ek olarak, UV-C ışığı hiç kimse olmadığında açılan sistemlere entegre edilebilir, diyor Zollner.
“Bu, kamusal, perakende, kişisel ve tıbbi alanları sterilize etmek için düşük maliyetli, kimyasal içermeyen ve uygun bir yol sağlayacaktır” diyor.
Zollner “Sonraki adımlarımız, UCSB’de araştırma faaliyetleri yeniden başladıktan sonra, dünyanın en verimli UV-C ışık yayıcılarını umarım üretmek için AlGaN / SiC platformumuzu geliştirme çalışmalarımıza devam etmektir” diyor.
