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Luzes UV especiais podem matar o coronavírus em superfícies

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“A luz UV-C na faixa de 260 a 285 nm, mais relevante para as atuais tecnologias de desinfecção, também é prejudicial à pele humana, portanto, por enquanto, é usada principalmente em aplicações em que ninguém está presente no momento da desinfecção”, diz Zollner. De fato, a Organização Mundial da Saúde adverte contra o uso de lâmpadas de desinfecção ultravioleta para higienizar as mãos ou outras áreas da pele - mesmo uma breve exposição à luz UV-C pode causar queimaduras e danos aos olhos.

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Antes da pandemia do COVID-19 ganhar impulso, os cientistas de materiais da SSLEEC já estavam trabalhando no avanço da tecnologia LED UV-C. Essa área do espectro eletromagnético é uma fronteira relativamente nova para a iluminação de estado sólido; A luz UV-C é mais comumente gerada por lâmpadas de vapor de mercúrio e, de acordo com Zollner, "são necessários muitos avanços tecnológicos para que o LED UV alcance seu potencial em termos de eficiência, custo, confiabilidade e vida útil".

Em carta publicada na revista ACS Photonics, os pesquisadores relatam um método mais elegante para fabricar LEDs ultravioletas profundos de alta qualidade (UV-C) que envolvem o depósito de um filme do nitreto de gálio e alumínio da liga semicondutora (AlGaN) em um substrato de carboneto de silício (SiC) - um afastamento de o substrato de safira mais utilizado.

De acordo com Zollner, o uso de carboneto de silício como substrato permite um crescimento mais eficiente e econômico do material semicondutor UV-C de alta qualidade do que o uso de safira. Isso, explica ele, deve-se à proximidade entre as estruturas atômicas dos materiais.

“Como regra geral, quanto mais estruturalmente semelhantes (em termos de estrutura atômica do cristal) o substrato e o filme forem um para o outro, mais fácil será obter alta qualidade do material”, diz ele. Quanto melhor a qualidade, melhor a eficiência e o desempenho do LED.

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A safira é estruturalmente diferente e a produção de material sem falhas e desalinhamentos geralmente requer etapas adicionais complicadas. O carboneto de silício não é uma combinação perfeita, diz Zollner, mas permite uma alta qualidade sem a necessidade de métodos adicionais caros.

Além disso, o carboneto de silício é muito mais barato que o substrato “ideal” de nitreto de alumínio, tornando-o mais favorável à produção em massa, de acordo com Zollner.

A desinfecção portátil e de ação rápida da água estava entre as principais aplicações que os pesquisadores tinham em mente ao desenvolver sua tecnologia UV-C LED; a durabilidade, a confiabilidade e o fator de forma pequeno dos diodos seriam um divisor de águas nas áreas menos desenvolvidas do mundo, onde a água limpa não está disponível.

O surgimento da pandemia do COVID-19 acrescentou outra dimensão. À medida que o mundo corre para encontrar vacinas, terapias e curas para a doença, desinfecção, descontaminação e isolamento, são as poucas armas que temos para nos defender, e as soluções precisarão ser implantadas em todo o mundo. Além do UV-C para fins de saneamento da água, a luz UV-C pode ser integrada a sistemas que acendem quando ninguém está presente, diz Zollner.

"Isso forneceria uma maneira conveniente, de baixo custo, sem produtos químicos e higienizar espaços públicos, de varejo, pessoais e médicos", diz ele.

No momento, no entanto, é um jogo de paciência, pois Zollner e colegas esperam a pandemia. A pesquisa na UC Santa Barbara diminuiu bastante para minimizar o contato de pessoa para pessoa.

"Nossos próximos passos, depois que as atividades de pesquisa forem retomadas na UCSB, é continuar nosso trabalho para melhorar nossa plataforma AlGaN / SiC para, esperançosamente, produzir os emissores de luz UV-C mais eficientes do mundo", diz ele.

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Fonte: UC Santa Barbara


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