深紫外LED有哪些應(yīng)用領(lǐng)域
一場(chǎng)疫情,讓深紫外LED殺菌燈從專業(yè)場(chǎng)所走入公眾的視野。嗅覺靈敏的企業(yè)家們紛紛開足馬力,推出深紫外殺菌燈新品搶占市場(chǎng)份額。隨著技術(shù)精進(jìn)、市場(chǎng)擴(kuò)容和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,使得紫外LED的市場(chǎng)前景越來越廣闊。
紫外LED是指發(fā)光中心波長(zhǎng)在400nm以下的LED,那么除了常見的殺菌燈,深紫外LED還可以用在哪些領(lǐng)域?
據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,全球UV LED市場(chǎng)從2018-2023年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到27%,預(yù)計(jì)未來五年國(guó)內(nèi)深紫外LED殺菌消毒應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)千億級(jí)。除固化市場(chǎng)穩(wěn)定成長(zhǎng)之外,表面/空氣殺菌凈化、靜止水殺菌、流動(dòng)水殺菌為未來主要成長(zhǎng)動(dòng)能。
疫情期間,眾多照明企業(yè)推出 “深紫外殺菌燈” 新品搶占市場(chǎng)。但是面對(duì)深紫外LED千億級(jí)的市場(chǎng)規(guī)模,除了殺菌燈,照明企業(yè)還可以關(guān)注哪些領(lǐng)域?對(duì)此中照網(wǎng)編輯部整理了部分深紫外LED產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)情況分析,希望為企業(yè)帶來新機(jī)遇。
一、紫外固化光源
紫外固化技術(shù)波長(zhǎng)范圍在320nm-400nm,是通過紫外線照射有機(jī)涂料,使其發(fā)生輻射交聯(lián)反應(yīng),將相對(duì)分子質(zhì)量低的物質(zhì)固化成相對(duì)分子質(zhì)量高的物質(zhì)的化學(xué)過程。
例如UV膠在制作業(yè)中的廣泛應(yīng)用,給紫外LED固化光源帶來了市場(chǎng),蘋果公司(Apple)使用UV膠涂布保護(hù)感測(cè)元件避免紫外線侵害,并采用紫外LED取代傳統(tǒng)紫外汞燈作為固化光源,在蘋果領(lǐng)頭帶動(dòng)之下促使紫外LED市場(chǎng)應(yīng)用快速增長(zhǎng);在印刷油墨固化工藝中,光化學(xué)反應(yīng)的實(shí)際吸收波長(zhǎng)約為350~370nm 之間,利用UVLED可以更好地實(shí)現(xiàn)。
而另一個(gè)被忽略的美甲市場(chǎng),對(duì)紫外LED美甲固化燈有更廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用。據(jù)相關(guān)研究顯示,中國(guó)的人均美甲年消費(fèi)次數(shù)是10.7次,美甲產(chǎn)品和美甲服務(wù)正在成為美容行業(yè)中一個(gè)急速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。隨著全國(guó)美甲店數(shù)量的快速增長(zhǎng),紫外LED美甲固化燈產(chǎn)品炙手可熱,其憑借節(jié)能環(huán)保,安全便攜,響應(yīng)速度快,固化時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)正在大范圍取代傳統(tǒng)汞燈美甲固化燈。未來UVLED美甲光療燈在美甲行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)值得期待。
二、醫(yī)用型紫外光療
紫外光療的波長(zhǎng)范圍在275nm-320nm,其原理是光能量引起一系列化學(xué)反應(yīng),有消炎、止痛、抗佝僂病的作用,常用以治療皮膚化膿性炎癥和其他皮炎、疼痛癥候群、佝僂病或軟骨病等。
其中波長(zhǎng)310-313nm范圍的紫外線稱之為窄譜中波紫外線(NBUVB),集中了紫外線中生物活性最強(qiáng)的部分直接作用皮膚患處,同時(shí)過濾掉對(duì)皮膚有害的不良波段紫外線,副作用小,作用于皮膚角質(zhì)層,起效時(shí)間短,見效快等特性,成為了最熱門的研究課題之一,特別是以LED 作為光源的光療儀,是目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn) 。LED 有著效率高、功耗低、產(chǎn)熱少、壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保的特點(diǎn),在光療領(lǐng)域作為一種高效安全的光源被廣泛使用。
三、紫外光通信
紫外光通信是基于大氣散射和吸收的無線光通信技術(shù)。它的基本原理是以日盲區(qū)的光譜為載波,在發(fā)射端將信息電信號(hào)調(diào)制加載到該紫外光載波上,已調(diào)制的紫外光載波信號(hào)利用大氣散射作用進(jìn)行傳播,在接收端通過對(duì)紫外光束的捕獲和跟蹤建立起光通信鏈路,經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和解調(diào)處理提取出信息信號(hào)。
紫外光在大氣中的散射作用使紫外光的能量傳輸方向發(fā)生改變,這為紫外光通信奠定了通信基礎(chǔ),但吸收作用帶來的衰減使紫外光的傳輸限定在一定的距離內(nèi)。紫外光通信是基于大氣散射和吸收的無線光通信技術(shù)。
紫外光通信特別適用于復(fù)雜環(huán)境下近距離抗干擾保密通信。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)UV-LED 實(shí)現(xiàn)短距離的信號(hào)散射傳輸,在實(shí)際的通信應(yīng)用中,可以將UV-LED 組成陣列結(jié)構(gòu),通過提高發(fā)射功率來增加紫外光通信的傳輸距離。
四、深紫外LED水凈化
深紫外LED水凈化的波長(zhǎng)范圍在200nm-280nm,其殺菌原理是破壞微生物的DNA 結(jié)構(gòu),使細(xì)菌死亡或無法繁殖,從而實(shí)現(xiàn)殺菌目的,純物理消毒,無毒無殘留無異味,非常簡(jiǎn)潔高效所以應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。隨著本來疫情給公眾帶來的影響,公眾在日常生活中的健康意識(shí)不斷增強(qiáng),未來,表面/空氣殺菌凈化、靜止水殺菌、流動(dòng)水殺菌為深紫外LED。
五、光解氧化油煙凈化技術(shù)
光解氧化油煙凈化技術(shù)原理是利用185nm的專用紫外線燈將油脂分子鏈切斷,形成小的油脂分子,同時(shí)185nm 的專用紫外光與空氣中的氧反應(yīng)后產(chǎn)生臭氧,臭氧將小油脂分子氧化,生成水和二氧化碳及微量白色粉末,同時(shí),油煙中的有機(jī)物被光解氧化,煙道中的異味也隨之消除,以“治標(biāo)治本”的方式達(dá)到無污染排放。
光解氧化油煙凈化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:工藝流程短,可以在煙罩內(nèi)處理。分解氧化油煙氣體中的有害物質(zhì)、祛除油煙異味,消毒殺菌、無漬油、免維護(hù),祛除火災(zāi)隱患、使用壽命長(zhǎng),運(yùn)行成本低,無噪音、操作簡(jiǎn)單,凈化效率高、安裝簡(jiǎn)捷,不產(chǎn)生二次污染和管理容易,無須專人管理。
六、光觸媒空氣凈化技術(shù)
光觸媒是一種以納米級(jí)二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的總稱,它涂布于基材表面,在紫外光及可見光的作用下,產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能:能有效地降解空氣中有毒有害氣體;能有效殺滅多種細(xì)菌,并能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理;同時(shí)還具備除甲醛、除臭、抗污、凈化空氣等功能。
(1)空氣凈化 :對(duì)甲醛、苯、氨氣、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影響人類身體健康的有害有機(jī)物起到凈化作用。(2)負(fù)氧離子:釋放負(fù)氧離子,中科院理化技術(shù)研究所對(duì)國(guó)內(nèi)某光觸媒進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn),使用優(yōu)質(zhì)遠(yuǎn)紅外光觸媒噴涂100平米建筑面積的房間,相當(dāng)于種了25棵白樺樹的凈化效果。(3)殺菌:對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等具有殺菌功效。在殺菌的同時(shí)還能分解由細(xì)菌死體上釋放 出的有害復(fù)合物。(4)除臭:對(duì)香煙臭、廁所臭、垃圾臭、動(dòng)物臭等具有除臭功效。(5)防污:防止油污、灰塵等產(chǎn)生。對(duì)浴室中的霉菌、水銹、便器的黃堿及鐵銹和涂染面褪色等 現(xiàn)象同樣具有防止其產(chǎn)生的功效。(6)凈化:具有水污染的凈化及水中有機(jī)有害物質(zhì)的凈化功能,且表面具有超親水性,有防霧、易洗、易干的效能。
七、UVLED植物照明
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植因?yàn)槿狈ψ贤夤庾V的組成成分,導(dǎo)致農(nóng)作物的生長(zhǎng)和品質(zhì)存在一定的缺陷,在探尋了植物生長(zhǎng)的秘訣,發(fā)現(xiàn)UVLED對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)具有十分明顯的作用,如提高蔬菜中抗氧化物的含量、增加藥用作物中次生代謝物質(zhì)的累積、加快花卉葉片和花瓣中顯色物質(zhì)的合成累積等。而UVLED的節(jié)能環(huán)保、冷光源、使用壽命、體積小、光質(zhì)純、高光效、波長(zhǎng)類型豐富、光譜能量易復(fù)合、調(diào)制便捷等突出的優(yōu)勢(shì),使得UVLED在植物工廠領(lǐng)域得了突破。
隨著國(guó)家“十三五”明確重點(diǎn)發(fā)展“LED節(jié)能光源、立體無土栽培、光溫耦合節(jié)能環(huán)境控制、營(yíng)養(yǎng)液調(diào)控、基于網(wǎng)絡(luò)的智能管理、人工光植物工廠、自然光植物工廠集成示范等”七大領(lǐng)域,以緩解日益突出的食品危機(jī)。而作為七大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域中的“LED節(jié)能光源”, UVLED在植物工廠領(lǐng)域可謂占據(jù)了舉足輕重的地位,未來植物照明市場(chǎng)前景可期。
八、熒光技術(shù)
紫外分析儀是熒光技術(shù)的應(yīng)用,熒光技術(shù)是某些物質(zhì)受一定波長(zhǎng)的光激發(fā)后,在極短時(shí)間內(nèi)(10-8秒)會(huì)發(fā)射出波長(zhǎng)大于激發(fā)波長(zhǎng)的光,這種光稱為熒光。這一發(fā)光現(xiàn)象在各方面的應(yīng)用及有關(guān)的方法稱為熒光技術(shù)。
利用熒光技術(shù)設(shè)計(jì)的紫外分析儀主要是物質(zhì)的定性方面的應(yīng)用:(1)在科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作中檢測(cè),許多主要物質(zhì)如蛋白質(zhì)、核苷酸等。(2)在藥物生產(chǎn)和研究中,可用來檢查激素生物堿,維生素等各種能;產(chǎn)生熒光藥品質(zhì)量,特別適宜作薄層分析和紙層分析斑點(diǎn)和檢測(cè)。(3)在染料涂料橡膠、石油等化學(xué)行業(yè)中,測(cè)定各種熒光材料,熒光指示劑及添加劑,鑒別不同種類的原油和橡膠制品。(4)紡織化學(xué)纖維中可測(cè)定不同種類的原材料。如羊毛,真絲人造纖維,棉花,合成纖維,并可檢查成品質(zhì)量。(5)在糧油,蔬菜,食品部門,可用于檢查毒素(如黃曲霉素等),食品添加劑,變質(zhì)的蔬菜、水果、可可豆、巧克力、脂肪、蜂蜜、糖蛋等的質(zhì)量。(6)在地質(zhì)、考古等部門,可起到發(fā)現(xiàn)各種礦物質(zhì),判別文物化石的真?zhèn)?。?)在公安部門可檢查指紋、測(cè)定密寫字跡等。
隨著疫情的介紹,讓公眾對(duì)于公共健康和居家健康有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí),可以看到未來,深紫外LED 市場(chǎng)的潛力與發(fā)展前景,以生活健康為主題的紫外LED產(chǎn)品會(huì)成為市場(chǎng)的主流推廣對(duì)象。
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