روزنامه سپید | اخبار ۳۰ | 21 خرداد 1399 | لینک خبر:
sepidonline.ir/d70208
فیزیکدانان راهی برای ساختن LED های ماوراءبنفش قدرتمند پیدا کرده‌اند که معتقدند تولیدکنندگان می‌توانند از آن‌ها در دستگاه‌های سبک‌وزن برای از بین بردن پاتوژن‌هایی مانند کرونا ویروس جدید استفاده کنند.
ماده تازه کشف‌شده که جریان الکتریسیته را هدایت می‌کند و در برابر نور ماوراء بنفش شفاف است، می‌تواند در دستگاه‌های قابل‌حمل برای کشتن SARS-CoV-2، ویروسی که باعث کووید-۱۹ می‌شود، استفاده شود.
گروه بین‌المللی از فیزیکدانان، به سرپرستی دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا (پن ایالت) در فیلادلفیا، معتقدند که تولیدکنندگان می‌توانند LED های ماوراء بنفش ساخته‌شده با مواد جدید را در لامپ‌هایی که سبک‌تر، ارزان‌تر و کارآمدتر از لامپ‌های ماوراء بنفشی هستند که در حال حاضر برای ضدعفونی کردن استفاده می‌کنند، قرار دهند.
ایده استفاده از نور اشعه ماوراء بنفش برای از بین بردن میکروب‌ها حداقل از سال 1877 وجود داشته است، هنگامی‌که شیمیدانان بریتانیایی آرتور دانز و توماس بلانت مقاله‌ای را در مجله Nature به چاپ رساندند که نور خورشید مانع از رشد باکتری‌ها می‌شود.
برخی از مردم امیدوارند که افزایش میزان نور خورشید در ماه‌های تابستان در اروپا و ایالات‌متحده باعث کند شدن انتشار کرونا ویروس جدید شود.
بااین‌حال، در مقاله اخیر مجله میکروب‌شناسی Lancet، میکروبیولوژیست‌ها خاطرنشان کردند مادامی‌که نور خورشید به زمین می‌رسد دیگر حاوی طول موج‌های کوتاه‌تر از نور ماوراء بنفش نیست؛ بنابراین باعث از بین رفتن مواد ژنتیکی در ویروس‌ها نمی‌شود.
کالای اساسی در اتاق‌های جراحی؟
سیستم‌های ماوراء بنفش که متخصصان بهداشت و درمان از آن برای پاک‌سازی اتاق‌های جراحی بیمارستان استفاده می‌کنند از این طول موج‌های کوتاه بهره می‌برند. این طول موج‌های کوتاه به‌عنوان UVC شناخته می‌شوند و در محدوده 200-280 نانومتر قرار دارند.
تحقیقات انجام‌شده از سال 2016 نشان داد که UVC در غیرفعال کردن کرونا ویروس‌های مرتبط با SARS-CoV-2 بسیار موثر است.
برای ارائه دوز کافی، منابع اشعه ماوراء بنفش در این سیستم‌ها معمولاً لامپ‌های حاوی جیوه هستند. بااین‌حال، این لامپ‌ها گران و سنگین‌اند و برق زیادی مصرف می‌کنند.
LED هایی که اشعه ماوراء بنفش را منتشر می‌کنند، جایگزینی ارزان، سبک و باصرفه در مصرف انرژی هستند، اما نسخه‌های فعلی به‌اندازه کافی قدرتمند نیستند که ضربه حذفی را به ویروس‌ها منتقل کنند.
توان مصرفی آن‌ها به دلیل لزوم استفاده LED ها از الکترودهایی که نسبت به طول موج‌های نوری که از خود ساطع می‌کنند شفاف‌اند، محدود است. در حال حاضر، بهترین ماده موجود که در طول موج مناسب در برابر اشعه ماوراء بنفش شفاف است، رسانای ضعیف برق است.
رومَن اِنگِل هِربِرت، نویسنده ارشد و استاد علم مواد، فیزیک و شیمی در ایالت پن، می‌گوید: «شما باید از دوز کافی اشعه ماوراء بنفش برای از بین بردن همه ویروس‌ها اطمینان حاصل کنید».
«این بدان معناست که شما به یک لامپ اشعه ماوراء بنفش با کارایی بالا نیاز دارید که به شدت اشعه ماوراء بنفش ساطع می‌کند که در حال حاضر با استفاده از مواد شفاف الکترود محدود است».
برای توسعه صفحه نمایش‌های رایانه‌ای LED ، تلفن‌های هوشمند، تبلت¬ها و لامپ‌های روشنایی، دانشمندان مجبور به تولید موادی شدند که هم رسانای خوب باشند وهم در مقابل نور مرئی شفاف باشند.
درخشش نور بر روی فلزات مرتبط
محققان ایالتی پن، با همکاری دانشمندان علم مواد دانشگاه مینسوتا در مینیاپولیس پیش‌بینی کردند که ممکن است رده جدیدی از رساناهای شفاف به نام فلزات مرتبط موردنیاز باشد.
آن‌ها این نظریه را مطرح کردند که یک فلز مرتبط که از استرانسیوم نیوبات ساخته شده از نظر UVC شفاف و رسانای خوبی است.
محققان با کمک همکاران دانشگاه توکیو در ژاپن و دانشگاه توهوکو در سِندای، ابتدا عملکرد رشته‌های استرانسیوم نیوبات را به‌عنوان هادی‌های شفاف اشعه ماوراء بنفش تایید کردند.
در مرحله بعدی محققان بررسی کردند که آیا می‌توانند رشته‌ها را با استفاده از فن استاندارد صنعتی در مدارهای مجتمع قرار دهند یا خیر. این امر برای ترکیب مواد جدید در LED های اشعه ماوراء بنفش ارزان و در مقیاس صنعتی ضروری خواهد بود.
نقاط قوت و محدودیت‌ها
دانشمندان تحقیقات خود را قبل از شروع همه‌گیری کووید-۱۹ انجام دادند. آن‌ها در ابتدا دستگاه‌هایی را برای برنامه‌هایی مانند ضدعفونی آب، پیش‌بینی می‌کردند اما به‌سرعت متوجه شدند که در بحران فعلی قابل‌استفاده است. آن‌ها اکنون فن‌آوری LED با استفاده از UVC را به‌عنوان روشی احتمالی برای غیرفعال کردن کرونا ویروس جدید در سیستم‌های گرمایشی و تهویه هوا می‌بینند.
محققان می‌گویند که افراد می‌توانند از وسایل قابل‌حمل برای ضدعفونی مناطق عمومی ازجمله تئاترها، عرصه‌های ورزشی، متروها، اتوبوس‌ها و هواپیماها استفاده کنند. اگرچه نقاط قوت مواد جدید هیجان‌انگیز است، اما باید تاکید کرد که تحقیقات هنوز در مراحل اولیه خود است.
تهیه و آزمایش دستگاه‌های ضدعفونی احتمالی که شامل LED های اشعه ماوراء بنفش است، به زمان نیاز دارد.
یک محدودیت مهم دستگاه دستی این است که بتواند دوز بالایی از اشعه ماوراء بنفش به‌اندازه کافی پایدار برای غیرفعال کردن ویروس به شما بدهد.
سیستم ذکر شده UVC برای تضمین اینکه بتوانند 99.9درصد ذرات کرونا ویروس را در اتاق‌های جراحی از بین ببرند، حداقل 5 دقیقه باید به سطح بتابند.
منبع: Medica- News Today / 4 ژوئن ۲۰۲۰
مترجم: شراره فرهی منش
