Új fertőtlenítő módszert hoztak létre japán kutatók

A pásztázó elektron mikroszkóp által készített kép a rózsaszínnel jelölt emberi sejtek közt lévő SARS-CoV-2, új nevén COVID-19 (sárga színnel jelölve) koronavírusról.

Az Oszakai Egyetem kutatói létrehoztak egy új optikai eszközt, ami elpusztítja a felületeken lévő patogéneket a, de az emberek számára biztonságos. - írja az Oszakai Egyetem honlapján.

Bár régóta ismert, hogy az ultraviola fény elpusztítja a patogéneket, a COVID-19 pandémia miatt reflektorfénybe került az, hogy ezek a technológiák hogy szabadítják meg a környezetet a csíráktól. Azonban, a gerjesztett dimer lámpák és LED-ek, amik közvetlenül bocsátanak ki fényt a kívánt mély ultraviola hullámhosszon általában kis hatékonyságúak, vagy rövid élettartamúak. Ráadásul a rossz hullámhosszú ultraviola fény káros az emberi sejtekre.

Most az Oszakai Egyetem kutatói által vezetett csapat bemutatott egy olyan alumínium-nitridből készült optikai eszközt, ami mély ultraviola fényt generál egy a korábbiaktól teljesen eltérő eljárással. A csapat a második harmonikus generáció nevű folyamatot használta, amely arra a tényre hagyatkozik, hogy egy foton frekvenciája arányos az energiájával. A legtöbb átlátszó anyag a fényre adott reakciójuk szerint lineárisnak tekintendő, például a fotonok nem lépnek kölcsönhatásba egymással. A nemlineáris anyagokban azonban két foton egyetlen fotonná kombinálható kérszer annyi energiával, és kétszer akkora frekvenciával. Ebben az esetben két látható foton egyetlen mély ultraviola fotonná egyesül egy kevesebb, mint egy mikron széles alumínium-nitrid hullámvezérlő belsejében.

A hullámvezérlő egy olyan átlátszó anyagból készült csatorna, mely olyan fizikai dimenziókkal rendelkezik, hogy a kívánt frekvenciájú fény könnyen halad benne. A hullámvezérlő segít hasznosítani az anyag nemlineáris optikai tulajdonságait, így a második harmonikus generáció a legnagyobb hatékonysággal történik. A módszer a félvezető folyamatok technikáit alkalmazza, amely lehetővé teszi az alumínium-nitrid kristály orientációjának precíz kontrollját. Ezt a múltban nehéz volt elérni. A prototípus eszköz által létrehozott ultraviola fény hullámhossz egy nagyon keskeny tartományon belül van, aminek elegendő energiája van ahhoz, hogy elpusztítsa a csírákat, de az emberekre ne legyen káros.

A pásztázó elektron mikroszkóp által készített kép a rózsaszínnel jelölt emberi sejtek közt lévő SARS-CoV-2, új nevén COVID-19 (sárga színnel jelölve) koronavírusról. Forrás: Science Library

A kutatók megmutatták, hogy a kompaktság és hatékonyság lehetséges a mély ultraviola fertőtlenítő eszközök számára, anélkül, hogy veszélyeztetné az emberi biztonságot. A kutatók finomítani szeretnék a módszert, hogy kereskedelmi eszközöket hozzanak létre, amik kevesebb energiát fogyasztanak, mint a korábbi opciók.

(Forrás: Oszakai Egyetem: https://resou.osaka-u.ac.)