UV-C:近いか遠いか?

光の戦略は、常に基本的な技術とその用途と市場との相互作用についてであり、今年の会議は変わりません。固体照明(SSL)の新しい技術の1つは、特に殺菌用途における紫外線です。 UV-C LEDへの関心は、確かに過去1年間の健康上の懸念と屋内空気と表面消毒によって強制されました。しかし、市場の見通しとこれらのソリューションの適用は議論の対象であるように見えます!

今年の8月には、UV技術に関するいくつかの講演と、その応用に関するパネルディスカッションを開催します。まず、COCのアルケッソ社長マイク・クレイムズがUV-C技術ロードマップについて話し合います。Bolb, Inc.のCEOであるLing Zhouは、透明なp-オーミックコンタクト層を備えた高性能UV-C LEDの技術と応用について議論します。最後に、NSナノテックのCEO兼社長であるセス・コー・サリバンは、短波光と遠いUV-C半導体デバイスについて議論します。

最近の特集記事では、LEDマガジン編集者のモーリー・ライトは、この春に開催されたウェビナーでKramesが述べたように、UV LEDが直面している建築と製造の課題を探求しました。Kramesは、同様のパフォーマンスランプが発生すると主張して、可視光LEDで学んだ教訓に従うためにメーカーのための信頼できるケースを作りました。 彼は、より効率的で費用対効果の高いUV LEDパッケージが市場に浸透し、上空消毒アプリケーションの検査を提供し、上空消毒に必要な操作パラメータで一般的な水銀(Hg)ランプと市販のUV-C LEDの性能特性の比較分析を提供すると予測した。

他の人によると、UVの開発経路は元のブルーポンプLEDの開発パスとは非常に異なって見えます。「光の戦略」の原動力は、SSL業界を推進してパフォーマンスを向上させ、高度な技術を構築された環境に適用するために、常に複数の視点から実践的なインテリジェンスを提示することであった。

パネルディスカッション「UV-C技術の殺菌アプリケーション」は、市場とアプリケーションを牽引する基本的な技術に関する議論に対する堅牢な対抗策を提示します。照明システム&アプリケーションセンター(LESA)の所長で、Xenexの創設者兼最高科学責任者であるマーク・スティビッチをフィーチャーしたボブ・カルリチェク氏。トム・ボイル、GEカレントの最高技術責任者。Acuity Brandsの技術商業化担当バイスプレジデントであるGary Trott氏は、技術の潜在的な市場、既存と新しいソリューションの主な違い、および実装の意図しない結果に関する重要な質問を探ります。私は最近、ボブ・カルリチェクに、彼がパネルセッションでカバーする重要なポイントとして見たものについて話しました。

ボブはすでにLEDマガジンのページでUV-C技術の現状についていくつかの明確化を行いましたが、彼は私たちの会話の間にいくつかのポイントを提供しました。UV-Cは主に、上の空気、表面消毒、および空気消毒のためにHVACダクトに統合された3つの基本的なアプリケーション領域の建物で使用されます。キセノン光源は一部のシステムで使用されていますが、Hgランプは現在エアダクトで使用されている主要な照明技術です。Bob によると、「LED の寿命は水銀灯に対してまだ短い。水銀ランプは、UV-C放射を生成する最高の効率を持っています – 彼らは最大30%効率的にすることができます。「今のところ、LEDは本当にHVACシステムでは使用されていません。彼らは高価すぎる、小さすぎる、彼らは十分な出力電力を持っていない、と彼らは十分に信頼性がありません。

Maury WrightがGUVに関する最近のシリーズで取り上げているように、上気システムはSARS-CoV-2を超えて病原体を消毒することに多くの関心を見ており、ボブは病院や臨床環境での使用に関する記事で引用された背景の一部をエコーしました。「このシステムは、1940年代、50年代、60年代の米国の病院で非常に一般的でした。 彼らは抗生物質の出現でシステムを取り除き、彼らはもはや必要とされていないと考えました。これは、抗生物質耐性菌が出現する前でした。だから、これらのシステムは永遠に周りにあり、人々は薬理学的解決策を持っていると思ったので、それらを使用するのをやめました」と、彼が言いました。COVID-19ワクチンが流行した今、同様の計算が今日行われることを検討する価値があります。

それでも、UV-Cは現代のHVACシステムに広く使用されていません。「空気ダクトに入れることができるUV-Cシステムを見てみると、実際にそれらを販売し、それらがどれほど効果的であるか、特にダクトの気流速度を考えると、ウイルスを含むエアロゾルに対してどれほど効果的であるかを実証する実験を行うことができる企業はほとんどありません。それはカムバックするかもしれないが、私は確信していない」と、ボブが言いました。

特定のUV波長の問題では、UV-Cの定義と相対的な用途、遠紫外線(特に222nm)と呼ばれているもの、および405 nm前後の可視光放射について混乱が生じる可能性があると言っても過言ではありません。

「長期的な消毒モダリティのために、あなたのシャワーで成長する真菌や細菌を抑制することを考えてください」とボブは説明しました。「基本的に細菌や真菌の伝播を抑えることができる、航空機、食品加工施設のバスルームを考えてください。405のテクノロジーの応用は可能だと思います。「遅いですが、瞬時に消毒する必要がない場所で使用します。405とCOVIDに関しては、私はそれが今までに有効になるとは思わない。特にSARS(COVID-19の病気を引き起こす)のようなウイルスにとっては遅すぎます。405 nmの光では不可能な理由について、モーリー・ライトの最近のコラムをお読みください。

「遠いUV-C」という用語を定義するために、ボブは「私はそれが200と230 nmの間の何かであるという議論をするだろう」と言いました。私は彼に222 nm対230 nmについて特別なものがあるかどうか尋ねました。彼は答えました。「いいえ、グラデーションの問題です。長い波長では、人間の組織や目への浸透深さが高くなります。長い波長に行くにつれて、人間の安全の主張は徐々に減少します。222への段階的な移行は230よりも良くなり、230は240よりも優れると思います。そして、あなたが250または254まで得るまでに、すべてのベットはオフです。あなたは長期的な人間の暴露のためにそこにいたくない – 目のためではなく、皮膚のためではありません。だから、それは程度の問題です。それは、我々が許容するトレードオフの問題です。

UV-C LEDポテンシャルに関するボブの視点はKrames’とは異なり、構築された環境でのアプリケーションと技術軌道に焦点を当てています。「LEDはますます短く短い波長で徐々に始まりますが、UV-C LEDが現在275nmで利用可能な通常の場所から波長が下がるにつれて、電力出力の面でますます低くなり、もちろん経済的に実行可能ではないと彼は言いました。

SSL開発の最近の歴史を考えると、加速UV技術開発トラックのための良い議論があります。しかし、UV LEDが同じパスを踏まない可能性があります。電力や効率特性に対して考慮すると、高コストと共に、困難なアプリケーションの質問が残ります。「ライトの戦略」でのこのパネルディスカッションでは、パネリストは次のような重要なポイントに対処するよう求められます。

• パンデミックが明らかに衰えつつある今、さまざまな技術が現在進行中のアプリケーションや成長しているアプリケーションをどの程度まで持つでしょうか?
  触り合いの微生物とエアロゾルによって広がる病原体との闘いにおいて、あなたの技術はこれらの特定の空間にどのように適用されますか?
• 材料の損傷、揮発性有機化合物の生成、その他の意図しない結果など、建設環境における長期的な影響に対する影響は何ですか?私たちはあまりにも無菌であるスペースを作成することは可能ですか?
• 安全性とコスト効率を確保するために必要なコードや規制はもちろんのこと、より複雑なUV-Cおよび照明制御システムの仕様、設置、運用、メンテナンスの明確な課題にどのように対処しますか?

私はまた、ボブに、潜在的なスピンオフや彼が見ることができる他の革新を含む、意図しない結果やその他の可能性について詳しく説明するように頼みました。

「UV LEDは、農作物が屋内でますます栽培される場所でのカビの成長の抑制において、制御された環境農業にとって非常に興味深いものになると思います。作物を攻撃する様々なウイルスや真菌を抑制する必要がある環境があり、これらの技術はそこで価値があるでしょう」とボブは観察しました。

「最終的には、高度なセンシング技術、高マージン、小さな市場で細菌やウイルスを検出するためのUVソースを構築できる、蛍光やその他の種類のモダリティなどを使用して、高度なセンシング技術に役立つ可能性があります。これがどこに行くかを見るのは本当に面白いでしょう。

「最後に、大きな問題は、人々がCOVIDのことを忘れて、いつものようにビジネスに戻るつもりですか?その後、長期的には、一般的に利用可能になり得る未知のパンデミックウイルスの様々な種類の新しい後続バージョンのワクチンを検出し、開発できますか?本当に、このすべてを構築された環境に置く必要があるのか、それとも発見の過程でワクチンを開発し、接種が未来の道になるのか。」ボブは結論づけた。

最後のコメントは、科学の重要な目標は、私たちが最初に正しい問題を解決していることを確認することですことを思い出させました!時には事前にこれを知ることはできませんが、試してみる必要があります。画期的な技術革新のほとんどは、彼らが解決することになったものとは全く異なる問題に対処するために開発された技術の応用にあった。時には最も重要な質問は、「なぜ私たちはこれを行う必要があるのか」です。