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深紫外LED的8种玩法

2020-04-03 09:37
中国照明网
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一场疫情,让深紫外LED杀菌灯从专业场所走入公众的视野。嗅觉灵敏的企业家们纷纷开足马力,推出深紫外杀菌灯新品抢占市场份额。随着技术精进、市场扩容和产业发展,使得紫外LED的市场前景越来越广阔。

紫外LED是指发光中心波长在400nm以下的LED,那么除了常见的杀菌灯,深紫外LED还可以用在哪些领域?

据有关数据显示,全球UV LED市场从2018-2023年复合增长率达到27%,预计未来五年国内深紫外LED杀菌消毒应用市场规模将达千亿级。除固化市场稳定成长之外,表面/空气杀菌净化、静止水杀菌、流动水杀菌为未来主要成长动能。

疫情期间,众多照明企业推出 “深紫外杀菌灯” 新品抢占市场。但是面对深紫外LED千亿级的市场规模,除了杀菌灯,照明企业还可以关注哪些领域?对此中照网编辑部整理了部分深紫外LED产品应用领域的市场情况分析,希望为企业带来新机遇。

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一、紫外固化光源

紫外固化技术波长范围在320nm-400nm,是通过紫外线照射有机涂料,使其发生辐射交联反应,将相对分子质量低的物质固化成相对分子质量高的物质的化学过程。

例如UV胶在制作业中的广泛应用,给紫外LED固化光源带来了市场,苹果公司(Apple)使用UV胶涂布保护感测元件避免紫外线侵害,并采用紫外LED取代传统紫外汞灯作为固化光源,在苹果领头带动之下促使紫外LED市场应用快速增长;在印刷油墨固化工艺中,光化学反应的实际吸收波长约为350~370nm 之间,利用UVLED可以更好地实现。

而另一个被忽略的美甲市场,对紫外LED美甲固化灯有更广阔的市场应用。据相关研究显示,中国的人均美甲年消费次数是10.7次,美甲产品和美甲服务正在成为美容行业中一个急速发展的经济增长点。随着全国美甲店数量的快速增长,紫外LED美甲固化灯产品炙手可热,其凭借节能环保,安全便携,响应速度快,固化时间短等优势正在大范围取代传统汞灯美甲固化灯。未来UVLED美甲光疗灯在美甲行业应用市场值得期待。

二、医用型紫外光疗

紫外光疗的波长范围在275nm-320nm,其原理是光能量引起一系列化学反应,有消炎、止痛、抗佝偻病的作用,常用以治疗皮肤化脓性炎症和其他皮炎、疼痛症候群、佝偻病或软骨病等。

其中波长310-313nm范围的紫外线称之为窄谱中波紫外线(NBUVB),集中了紫外线中生物活性最强的部分直接作用皮肤患处,同时过滤掉对皮肤有害的不良波段紫外线,副作用小,作用于皮肤角质层,起效时间短,见效快等特性,成为了最热门的研究课题之一,特别是以LED 作为光源的光疗仪,是目前医学领域的研究热点 。LED 有着效率高、功耗低、产热少、寿命长、绿色环保的特点,在光疗领域作为一种高效安全的光源被广泛使用。

三、紫外光通信

紫外光通信是基于大气散射和吸收的无线光通信技术。它的基本原理是以日盲区的光谱为载波,在发射端将信息电信号调制加载到该紫外光载波上,已调制的紫外光载波信号利用大气散射作用进行传播,在接收端通过对紫外光束的捕获和跟踪建立起光通信链路,经光电转换和解调处理提取出信息信号。

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紫外光在大气中的散射作用使紫外光的能量传输方向发生改变,这为紫外光通信奠定了通信基础,但吸收作用带来的衰减使紫外光的传输限定在一定的距离内。紫外光通信是基于大气散射和吸收的无线光通信技术。

紫外光通信特别适用于复杂环境下近距离抗干扰保密通信。目前已经实现UV-LED 实现短距离的信号散射传输,在实际的通信应用中,可以将UV-LED 组成阵列结构,通过提高发射功率来增加紫外光通信的传输距离。

四、深紫外LED水净化

深紫外LED水净化的波长范围在200nm-280nm,其杀菌原理是破坏微生物的DNA 结构,使细菌死亡或无法繁殖,从而实现杀菌目的,纯物理消毒,无毒无残留无异味,非常简洁高效所以应用领域广泛。随着本来疫情给公众带来的影响,公众在日常生活中的健康意识不断增强,未来,表面/空气杀菌净化、静止水杀菌、流动水杀菌为深紫外LED。

五、光解氧化油烟净化技术

光解氧化油烟净化技术原理是利用185nm的专用紫外线灯将油脂分子链切断,形成小的油脂分子,同时185nm 的专用紫外光与空气中的氧反应后产生臭氧,臭氧将小油脂分子氧化,生成水和二氧化碳及微量白色粉末,同时,油烟中的有机物被光解氧化,烟道中的异味也随之消除,以“治标治本”的方式达到无污染排放。

光解氧化油烟净化技术的优点是:工艺流程短,可以在烟罩内处理。分解氧化油烟气体中的有害物质、祛除油烟异味,消毒杀菌、无渍油、免维护,祛除火灾隐患、使用寿命长,运行成本低,无噪音、操作简单,净化效率高、安装简捷,不产生二次污染和管理容易,无须专人管理。

六、光触媒空气净化技术

光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,它涂布于基材表面,在紫外光及可见光的作用下,产生强烈催化降解功能:能有效地降解空气中有毒有害气体;能有效杀灭多种细菌,并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理;同时还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。

(1)空气净化 :对甲醛、苯、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影响人类身体健康的有害有机物起到净化作用。(2)负氧离子:释放负氧离子,中科院理化技术研究所对国内某光触媒进行检测后发现,使用优质远红外光触媒喷涂100平米建筑面积的房间,相当于种了25棵白桦树的净化效果。(3)杀菌:对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等具有杀菌功效。在杀菌的同时还能分解由细菌死体上释放 出的有害复合物。(4)除臭:对香烟臭、厕所臭、垃圾臭、动物臭等具有除臭功效。(5)防污:防止油污、灰尘等产生。对浴室中的霉菌、水锈、便器的黄碱及铁锈和涂染面褪色等 现象同样具有防止其产生的功效。(6)净化:具有水污染的净化及水中有机有害物质的净化功能,且表面具有超亲水性,有防雾、易洗、易干的效能。

七、UVLED植物照明

传统农业种植因为缺乏紫外光谱的组成成分,导致农作物的生长和品质存在一定的缺陷,在探寻了植物生长的秘诀,发现UVLED对农作物的生长具有十分明显的作用,如提高蔬菜中抗氧化物的含量、增加药用作物中次生代谢物质的累积、加快花卉叶片和花瓣中显色物质的合成累积等。而UVLED的节能环保、冷光源、使用寿命、体积小、光质纯、高光效、波长类型丰富、光谱能量易复合、调制便捷等突出的优势,使得UVLED在植物工厂领域得了突破。

随着国家“十三五”明确重点发展“LED节能光源、立体无土栽培、光温耦合节能环境控制、营养液调控、基于网络的智能管理、人工光植物工厂、自然光植物工厂集成示范等”七大领域,以缓解日益突出的食品危机。而作为七大重点发展领域中的“LED节能光源”, UVLED在植物工厂领域可谓占据了举足轻重的地位,未来植物照明市场前景可期。

八、荧光技术

紫外分析仪是荧光技术的应用,荧光技术是某些物质受一定波长的光激发后,在极短时间内(10-8秒)会发射出波长大于激发波长的光,这种光称为荧光。这一发光现象在各方面的应用及有关的方法称为荧光技术。

利用荧光技术设计的紫外分析仪主要是物质的定性方面的应用:(1)在科学实验工作中检测,许多主要物质如蛋白质、核苷酸等。(2)在药物生产和研究中,可用来检查激素生物碱,维生素等各种能;产生荧光药品质量,特别适宜作薄层分析和纸层分析斑点和检测。(3)在染料涂料橡胶、石油等化学行业中,测定各种荧光材料,荧光指示剂及添加剂,鉴别不同种类的原油和橡胶制品。(4)纺织化学纤维中可测定不同种类的原材料。如羊毛,真丝人造纤维,棉花,合成纤维,并可检查成品质量。(5)在粮油,蔬菜,食品部门,可用于检查毒素(如黄曲霉素等),食品添加剂,变质的蔬菜、水果、可可豆、巧克力、脂肪、蜂蜜、糖蛋等的质量。(6)在地质、考古等部门,可起到发现各种矿物质,判别文物化石的真伪。(7)在公安部门可检查指纹、测定密写字迹等。

随着疫情的介绍,让公众对于公共健康和居家健康有了一个全新的认识,可以看到未来,深紫外LED 市场的潜力与发展前景,以生活健康为主题的紫外LED产品会成为市场的主流推广对象。

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