Tuez les germes avec les LED UVC !
La lutte humaine contre les virus dure depuis longtemps. Les désinfectants chimiques ne sont que limités dans leur capacité à tuer car les micro-organismes, tels que les virus et les bactéries, peuvent développer une résistance. La lumière ultraviolette (UV) est une méthode plus efficace pour désinfecter et stériliser l'eau, l'air et les surfaces, ce qui en fait une arme plus efficace contre le coronavirus.
Afin de désinfecter les vêtements de protection du personnel médical de l'hôpital de Wuhan Huoshenshan pour empêcher la propagation du nouveau coronavirus à l'extérieur, une tente de désinfection avec des LED UVC a été construite localement, qui est une toute nouvelle méthode de désinfection. Dans une pièce d'une superficie de 1,5 mx 0,75 m x 2 m, un mur en fibres synthétiques multi-couches est installé, et les surfaces réfléchissantes du plafond, du mur et du sol sont équipées d'émetteurs UVC de le fournisseur américain Bolb. Pendant le processus de désinfection de 30 secondes, la LED UVC a été dosée à 6 mJ/cm2 et la luminosité était toujours de 200 μW/cm2. La longueur d'onde de la lumière de 265 à 280 nm détruit l'information génétique, coupant ainsi la propagation du virus ou l'empêchant d'infecter d'autres cellules.
Source UV artificielle
Les sources de rayonnement à base de mercure-sont utilisées depuis longtemps pour générer de la lumière UV, comme le gaz utilisant des lampes à basse-pression et moyenne-mercure-à vapeur (Hg), qui produire de la lumière dans le spectre de 185 à 405 nm par la lumière UV à décharge gazeuse. La décharge luminescente peut également être utilisée pour générer de la lumière ultraviolette dans la gamme spectrale de 185 à 405 nm au moyen de tubes à cathode froide ultraviolette (lampes UV-CCL ou UV).
Les LED UV émettent des rayons UV dans la gamme spectrale de 227 à 405 nm par électroluminescence. Lorsque des LED UVC sont utilisées, les longueurs d'onde sont particulièrement courtes (entre 260 et 270 nm) pour fournir l'effet germicide le plus fort. La figure 1 illustre l'exemple de Cryptosporidium, un parasite particulièrement susceptible de se transmettre dans l'eau potable non purifiée. D'autres agents pathogènes, bactéries et virus présentent des caractéristiques très similaires.
Les LED fournissent également une excellente sortie spectrale stable dans des conditions de température spécifiques avec un nombre pratiquement illimité de cycles de commutation, ce qui les rend idéales pour les solutions mobiles qui nécessitent une sortie lumineuse complète sans délai.
Armes multiples
La lumière ultraviolette a une gamme de longueurs d'onde de 100 à 400 nm et est invisible à l'œil nu. Leurs fréquences sont divisées en bandes UVA, UVB et UVC, et différentes bandes ont des effets différents sur les organismes.
Les LED nous permettent de décider à peu près quelle longueur d'onde choisir. Par rapport aux rayons UVB et UVC, les LED UVA avec des longueurs d'onde de 315 à 400 nm ont une pénétration plus forte dans les tissus biologiques dispersés tels que la peau humaine. Les LED UVA peuvent être utilisées dans des domaines tels que la dentisterie et les cosmétiques, tels que les studios de bronzage et les studios de manucure. Dans l'industrie, les LED UVA sont utilisées pour durcir les résines, les adhésifs et les peintures.
Les rayons LED UVB ont des longueurs d'onde de 280 à 315 nm et ont une pénétration relativement faible des tissus biologiques dispersés, mais ils sont plus diffus. Les rayons UVB favorisent la formation de vitamine D dans l'organisme, c'est pourquoi les LED UVB sont principalement utilisées dans la photothérapie et les traitements dermatologiques.
Aucune protection contre les rayons UVC
La lumière-à haute énergie des LED UVC est de plus en plus diffusée dans les tissus biologiques. Ces rayons, qui ont des longueurs d'onde de 100 à 280 nm, ne pénètrent pas particulièrement profondément dans les tissus, mais peuvent brûler la peau non protégée. Étant donné que la couche d'ozone dans l'atmosphère terrestre absorbe le rayonnement UVC naturel de la lumière solaire, rien sur Terre n'a construit de mécanisme de défense contre les rayons UVC, pas plus que les virus et les bactéries. Cette vulnérabilité fait de l'irradiation artificielle par la lumière UVC une méthode de stérilisation et de désinfection particulièrement efficace.
Figure 1 : Cryptosporidium et d'autres bactéries et virus sont les plus sensibles aux rayons LED UVC, de sorte que les longueurs d'onde des LED UVC sont les plus efficaces. Source : Stanley
Les LED UVC en pratique
Chaque micro-organisme réagit différemment au rayonnement UVC, c'est pourquoi l'intensité du rayonnement doit être adaptée au taux d'extinction souhaité, qui est le nombre de micro-organismes tués. L'intensité du rayonnement UV est inversement proportionnelle au carré de la distance, ce qui signifie que le rayonnement UV perd rapidement son efficacité à mesure que la distance de la source de rayonnement augmente, c'est pourquoi les objets qui doivent être stérilisés doivent être aussi proches que possible de la émetteur.
Les virus, y compris le nouveau coronavirus, sont souvent en suspension dans l'air, c'est pourquoi les LED UVC sont recommandées pour une utilisation dans les systèmes de climatisation. En plus du taux d'extinction souhaité, le débit d'air et la géométrie du débit d'air doivent également être pris en compte.
La lumière ultraviolette d'une longueur d'onde de 254 nm s'est avérée particulièrement efficace pour tuer les micro-organismes, bien qu'elle puisse être nocive pour la peau et les yeux lorsqu'elle est appliquée directement. D'autre part, la lumière "ultraviolette lointaine" (207 à 222 nm) peut également largement inactiver la plupart des agents pathogènes en suspension dans l'air sans endommager les tissus humains exposés.
Désinfecter les surfaces
D'autres virus et bactéries peuvent également se propager à travers les surfaces, notamment la grippe, les norovirus, les rotavirus, les streptocoques et les salmonelles. Si de plus grandes surfaces doivent être désinfectées, la LED UVC PU35CL1.0 basse consommation de Lextar serait un produit approprié avec une sortie de 2 à 4 mW et 20 mA ; il peut également être utilisé pour pasteuriser des boissons, pour emballer des aliments antibactériens et pour désinfecter des brosses à dents.
Pour les installations à plus petite échelle, Bolb présente les LED UVC compactes de moyenne{{0}}puissance S3535-DR100-W272-P40 mesurant 3,5 x 3,5 x 0,9 mm3. Avec une consommation d'énergie CC de 40 mW et un courant de seulement 100 mA, il se distingue par la plus faible consommation d'énergie et la plus faible production de chaleur au monde.
Dans le segment haute puissance, Bolb a présenté la LED UVC S6060-DR250-W272-P100, le composant le plus puissant avec une consommation de courant continu de 100 mW à 250 mA.
Les LED UVC de Bolb sont particulièrement adaptées au traitement de l'eau potable et à la désinfection de l'eau dans les piscines ou les camping-cars, ainsi qu'aux applications impliquant des exigences d'intensité de rayonnement plus strictes (W/m2), telles que les systèmes de filtration industriels, les purificateurs d'air, les boîtes de désinfection médicale et les aspirateurs.
Figure 2 : Haut rendement - Les LED UVC haute puissance de Bolb ont une consommation électrique de 100 mW à 250 mA (avec et sans montage)
Critères de sélection des LED UV
Un critère de sélection clé pour les LED UV est l'angle de faisceau, qui est requis dans certaines applications. Les LED UVC de Bolb ont un angle de faisceau de 150 degrés et peuvent être davantage focalisées à l'aide des lentilles de Ledil selon les besoins. Parce que cela réduit la surface irradiée, cela augmente également l'énergie rayonnante par mètre carré, ce qui signifie qu'il faut moins de temps d'exposition pour appliquer la même production d'énergie. Différentes lentilles UV avec verre compatible permettent un réglage facile de la sortie d'éclairement à des fins différentes. Pour les lentilles UV, Ledil utilise un grade spécial de silicone spécifiquement compatible avec les longueurs d'onde UVC, ainsi que des miroirs en aluminium à haute réflectivité pour toutes les longueurs d'onde UV, notamment pour les applications de désinfection.
D'autres critères de sélection pour les LED UV incluent les normes UV nationales, la réflectivité de différents matériaux (Figure 3), la gestion thermique, les pilotes, la consommation d'énergie et la loi du carré inverse, qui déterminent la façon dont l'intensité du faisceau diminue à mesure qu'il s'éloigne de la source.
Figure 3 : Différents matériaux ont différents niveaux de réflexion UV qui doivent être pris en compte lors de la phase de conception.
Les émetteurs de surface Blazar de Bolb répondent à bon nombre de ces critères. Ce module UVC dispose de 25 LED (5 × 5) et d'un réflecteur à 55 degrés pour atteindre une sortie efficace de 2 W alors que la consommation d'énergie n'est que de 1,25 A.
Développe actuellement des produits LED multi-UV. Ils utilisent des puces à double-longueur d'onde qui délivrent plusieurs longueurs d'onde UV, telles que les UVA et les UVC, ce qui en fait une arme polyvalente contre les virus, les bactéries et d'autres agents pathogènes.
