2019/20年の新型コロナウイルスに関連する懸念により、抗菌/殺菌用途での紫外線(UV)発光LEDの使用に大きな関心が寄せられたようです。 UVスペクトル(特にUV-Cバンド)の光はこの目的に明らかに有用ですが、LEDは現在、そのようなかなり狭い用途で範囲外の光源としては実現可能性が非常に限られています。
その理由は2つあります。まず、執筆時点で入手可能なUV-C LEDは、従来の白熱灯が電気エネルギーを可視光に変換する際と同じくらい効率が低いということです。両方とも、それらにつぎ込まれる電気エネルギーの約1〜2%しか目的の光に変換しません。第二に、単一のUV LEDによって生成することができるUVエネルギーの総量はごくわずかということです。一般に10~30倍変換効率の良い他のUV-C製造技術から得られる量の100〜1000分の1しかありません。 簡単に言えば、今日のUV-C LEDは、ごくわずかな量のUV光しか生成できず、それを行うには比較的大量の電気エネルギーを必要とします。
可視照明用LED技術の開発は、過去10~15年の間に急速に進歩し、高価で光が弱く、ほとんど魅力のないオプションから、広く好まれるオプションへと発展してきました。可視照明用途のLED技術がこのように急速に進歩していることを考えると、多くの人がUV発光LEDも同様に開発が進んでおり、有利であると考えるのも無理はありません。残念ながら、そうではありません。
たとえば、 XST-3535-UV(執筆時点でDigi-Keyが販売しているより強力なUV-C LEDの1つ)のデータシートからの抜粋に注釈をつけていますので、考えてみてください。 デバイスの公称350mAの駆動電流で動作し、約2.3ワットの電気エネルギーが入力されますが、UV光の形で出力されるのは(せいぜい)約0.055Wだけです。 これをPhilipsLighting UV-C 製品カタログからの抜粋と比較してください。一連の蛍光発光タイプのUV-Cランプのデータを示します。 ここでは、20ワットの電気入力を消費するデバイスは、6ワットのUV出力を生成できます。 30%の変換効率。 後者のデバイスは100倍以上のUVを生成し、10倍以上効率的に生成します。
殺菌目的で使用する場合、平らで滑らかな表面で特定の病原体の99%以上を無効にするために必要なUV-C放射線の線量は、目的の細菌や他の要因に応じて大きく変化し、5~50mJ / cm2のオーダーであるとさまざまな情報源から引用されています。別の言い方をすれば、理想的な条件下では、上記のようなUV LEDは、切手の大きさ内にいるほとんどの微生物を約5秒で無力化にするくらいのことができるかもしれません。 一般的な8.5x11インチのレターサイズの大きさを考えると、その時間は約10分に増加します。 他の要因(実際にエミッタを的外れではなく、目的の表面に正しく向けてUV光を放射させることなど)が、イライラの原因になる可能性もあります。
要約すると、UV LEDは、迅速なアクションが必ずしも必要ではない小さな表面へのアプリケーションで、殺菌処理中の表面が人体への暴露から隔離され得るような場合の抗菌目的に役立つ可能性のあるツールです。 殺菌目的に有用な性質の紫外線は、気がつかないうちに人間に危険をもたらすことに注意する必要があります。 細菌に損傷を与えるのに十分強力である場合、人体の細胞に損傷を与えるのにも十分強力です。
ほとんどの消費者は、特定の殺菌剤の有効性を客観的に測定するために必要なツールやスキルを持っていません。このため、悪徳業者や善意はあるが無知な人々が、効果があるかどうかを判断する能力のない人々に、環境病原体に関する懸念を利用して効果のない製品を販売する可能性が十分にあります。いくつかのLEDが含まれていて、魔法の杖を素早く振るだけで安全性や病気からの保護を期待できる製品は、ほとんどがこの種の製品である可能性が高いので注意してください
Ryan_2724 DigiKey Employee
このルートを追求することを選択した場合の製品リファレンスと記事のリンクは次のとおりです。
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https://www.digikey.jp/ja/articles/ultraviolet-radiation-attributes-and-benefits
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https://www.digikey.jp/ja/product-highlight/c/cel/uv-c-leds-for-sterilization
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https://www.digikey.jp/ja/product-highlight/v/vishay-semi-opto/vlmu35cm-mid-power-uvc-led
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https://www.digikey.com/en/product-highlight/r/rayvio/xr-uv-leds
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https://www.digikey.com/en/product-highlight/r/rayvio/xp-series-uv-emitter