Трима физици от RIKEN1 са проектирали нов високоефективен светодиод, който е смъртоносен за микробите и вирусите, но в същото време е безопасен за хората. Този нов тип ултравиолетови светодиоди един ден могат да бъдат използвани за ранно предотвратяване или за ефективна борба с различни епидемии, тъй като биха могли да убиват патогените в стаи, пълни с хора, докато се осъществяват обичайните човешки дейности и процеси.
Ултравиолетовите бактерицидни лампи не са нова технология и са добре познати в човешкия бит от десетилетия – те са изключително ефективни при унищожаването на вируси и бактерии и се използват рутинно в болниците за стерилизиране на повърхности и медицински инструменти.
Подобни лампи през последните няколко години се произвеждат и на базата на светодиоди, което ги прави много по-енергийно ефективни спрямо традиционните. Но всички тези лампи използват ултравиолетовата светлина в диапазон, който уврежда ДНК и поради тази причина те не могат да бъдат използвани в помещенията, докато те се обитават от хора или животни. Не само че е необходимо да няма човешко присъствие в помещенията, в които се използват такива лампи, но дори е необходимо да мине известно време, след като са били изключени, за да могат хората отново да се върнат в помещенията, които са били подложени на такава дезинфекция.
Бактерицидните LED лампи, които работят в отсъствието на хора, често са направени от алуминий, галий и азот. Чрез увеличаване на количеството алуминий, което съдържат, тези светодиоди могат да бъдат модифицирани да работят в части от дължината на вълната, които са безопасни за хората. Но това драстично намалява ефективността на такъв тип лампи.
Сега екипът на Масафуми Джо и двама негови колеги са проектирали светодиод, който може ефективно да помогне за защита на обществото от пандемии.
За да постигнат това, Джо и неговият екип са създали светодиод с по-сложен дизайн. Техните светодиоди са изградени от няколко слоя, всеки от които съдържа различни пропорции от алуминий, докато в някои от слоевете са добавени и малки количества силиций и магнезий.
За да може да се определи точната формула на най-добрият дизайн, екипът е използвал компютърни симулации, за да моделира всички възможни ефекти. Най-голямото предизвикателство в експеримента е било точното контролиране на дебелината на всеки слой. Учените са създали светодиод, работещ в далечния ултравиолетов диапазон, с изходна мощност почти десет пъти по-висока от предишния им рекорд.
Пандемията от COVID-19 отново направи важен въпроса за способността ни да унищожаваме вируси и микроби по повърхностите. „Вярваме, че нашите открития и технологии ще бъдат много полезни за предпазване на обществото от тази и бъдещи пандемии“, казва Джо.