El laboratorio P3 del Centro de Control y Prevención de Enfermedades de la provincia de Jiangsu verifica que el chip UVC inactiva el SARS-CoV-2 en segundos

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El laboratorio P3 del CDC valida el chip UVC en segundos, inactivando el SARS-CoV-2

Recientemente se ha sabido que los chips LED UVC proporcionados por Zhixin Semiconductor (Hangzhou) Co., Ltd., filial de BeyondSemi, líder mundial en chips LED UVC y equipos de desinfección, se utilizan en los últimos equipos de desinfección ecológica de Zhishan Era Intelligent Technology (Beijing) Co., Ltd. Tras las pruebas de inactivación del SARS-CoV-2 en el laboratorio P3 del Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de la provincia de Jiangsu, los resultados mostraron una fácil inactivación del virus SARS-CoV-2, con una tasa de inactivación en segundos del 99,994%.

El profesor Sun Wenjun de la Universidad de Tsinghua, jefe del Grupo de Trabajo de Inactivación del SARS-CoV-2 de la IUVA, señaló que esta es la primera vez a nivel mundial que un laboratorio oficial de nivel P3 ha verificado que los LED UVC pueden inactivar el SARS-CoV-2 en cuestión de segundos. Esto es realmente alentador y proporciona una base importante para utilizar la tecnología LED UVC en la prevención y el control del SARS-CoV-2.

Desde el brote de COVID-19, universidades de renombre e instituciones de prueba relacionadas en todo el mundo han llevado a cabo sucesivamente experimentos para verificar la inactivación del SARS-CoV-2 mediante LED UVC, como Crystal IS (filial de Asahi Kasei) con la Universidad de Boston, y Toyoda Gosei colaborando con la Asociación de Ciencias Biomédicas de Japón para realizar experimentos sobre la inactivación del nuevo coronavirus. Sin embargo, en China, aún no se han publicado en los medios resultados oficiales de pruebas de laboratorio sobre la inactivación del SARS-CoV-2.

Según el Dr. Huang Xiaohui, director de operaciones de Zhixin Semiconductor, "La longitud de onda del LED UVC es de 260 nm a 270 nm, que es el rango ideal para la esterilización. Los chips de LED UVC de ultravioleta profundo de la empresa han experimentado recientemente un rápido aumento de potencia, con una producción en masa estable de unidades individuales de 100 mW, alcanzando una intensidad luminosa de 3 mW por centímetro cuadrado, inactivando el nuevo coronavirus en cuestión de segundos, con una tasa de inactivación superior al 99,994%."

David Chen, director de operaciones de Zhishan Shidai Intelligent Technology (Beijing) Co., Ltd., declaró: «El equipo inspeccionado utiliza un único chip LED UVC desarrollado y fabricado internamente por Zhixin Semiconductor. Gracias a su exclusiva patente de estructura óptica, incorpora un módulo motor de esterilización de alta direccionalidad y alta eficiencia que puede integrarse fácilmente en dispositivos automáticos de desinfección, como plataformas giratorias de desinfección y robots de desinfección, sin necesidad de intervención humana. Alternativamente, puede desarrollarse como un dispositivo de desinfección portátil ligero para una esterilización flexible y conveniente, permitiendo la coexistencia segura entre humanos y máquinas.»

David también presentó: "Recientemente, los métodos y equipos de desinfección para la logística de cadena de frío se han actualizado gradualmente. El sistema de desinfección física tipo túnel para logística de cadena de frío de la empresa integra este motor de esterilización de alta eficiencia, que puede eliminar eficazmente bacterias y virus incluso en entornos de baja temperatura, con una eficiencia de desinfección de 500 artículos por minuto en las seis caras de los objetos. Además de ser altamente eficiente y rápido, resuelve eficazmente problemas como la contaminación secundaria y los residuos causados por la desinfección tradicional mediante pulverización de agentes químicos." También afirmó: "La innovación efectiva a menudo proviene de la reinovación de tecnologías existentes. Nos guiamos por un enfoque centrado en el cliente, innovando y superando constantemente desde la perspectiva de resolver realmente los problemas de los clientes."

Según se informa, el motor de esterilización UVC LED de BeyondSemi puede alcanzar una potencia óptica de hasta 4 W. La luz ultravioleta UVC emitida no solo elimina Escherichia coli, Staphylococcus aureus, el virus de la gripe H1N1, esporas y otras bacterias y virus resistentes a los fármacos en cuestión de segundos, sino que también ha sido verificada por el laboratorio P3 del CDC para inactivar el nuevo coronavirus SARS-CoV-2 en segundos. Durante el brote mundial de neumonía COVID-19, proporciona otra herramienta poderosa para la prevención epidémica a largo plazo.

En el sector sanitario, esta tecnología se ha utilizado para desinfectar los trajes de protección de médicos y personal de enfermería cuando entran o salen de las salas de aislamiento del nuevo coronavirus. Los médicos y el personal de enfermería están expuestos a radiación ultravioleta de alta energía y alta calidad desde todas las direcciones durante aproximadamente 30 segundos. La longitud de onda seleccionada altera la estructura del ARN viral en poco tiempo, inactivándolo para que ya no represente una amenaza para los humanos. Dado que los trajes de protección impiden la penetración de la radiación ultravioleta, no hay daño para el cuerpo humano. Para hacer visible la radiación ultravioleta invisible durante el funcionamiento, la capucha del dispositivo de protección está recubierta con una capa de pintura fluorescente, que se ilumina una vez que se activa el UVC LED, garantizando una gran seguridad.

Los equipos de desinfección de la serie UVC LED de Zhishan Intelligent, validados mediante pruebas de inactivación del nuevo coronavirus en el laboratorio P3 de los CDC, pueden inactivar el SARS-CoV-2 en cuestión de segundos. Se utilizarán ampliamente en lugares públicos con alta afluencia de personas, como instituciones médicas, hoteles, escuelas, aeropuertos, estaciones de tren y aviones, para prevenir la propagación de la COVID-19 y otras enfermedades respiratorias. (Fuente: Zhishan Semiconductor)

La Universidad de Nankai fabricó LED de perovskita cuasi-2D de alto rendimiento y gran área

Las películas delgadas de perovskita cuasi-bidimensional han logrado éxito en aplicaciones de dispositivos de diodos emisores de luz (LED) gracias a sus excelentes propiedades ópticas. Las películas delgadas de perovskita cuasi-bidimensional pueden obtenerse mediante un sencillo método de recubrimiento por centrifugación, y sus superiores propiedades eléctricas y ópticas pueden lograrse regulando la dinámica de recombinación de excitones y la dinámica de cristalización. Sin embargo, cuando se amplía el área del dispositivo, el rendimiento del dispositivo experimenta una grave disminución, lo que obstaculiza enormemente la aplicación comercial futura de los dispositivos LED de perovskita cuasi-bidimensional.

Recientemente, el grupo de investigación dirigido por el profesor Yuan Mingjian en el Laboratorio Clave de Química de Materiales Energéticos Avanzados (Ministerio de Educación), Facultad de Química de la Universidad de Nankai, se ha centrado en la preparación controlable de LED de perovskita cuasi-2D de gran área y alto rendimiento. El estudio descubrió que la técnica tradicional de "cristalización asistida por antidisolvente" es difícil de compatibilizar con el proceso de fabricación de películas delgadas de perovskita cuasi-2D de gran área. El análisis del mecanismo de fallo indica que las perovskitas cuasi-2D presentan características de cristalización en las que las fases de perovskita de alto valor precipitan primero, seguidas por las fases de bajo valor . Cuando la difusión del antidisolvente es desigual, se produce una grave separación de fases en las regiones periféricas del sustrato que no están completamente expuestas al antidisolvente. La grave separación de fases en las películas delgadas de perovskita cuasi-2D conduce a una reducción de la eficiencia de transferencia de energía dentro de la película; mientras tanto, las diferentes características de cristalización resultan en una disminución de la calidad de la película, lo que finalmente provoca un deterioro de su rendimiento óptico y eléctrico.

Figura 1. Estudio del mecanismo de fallo del proceso de "cristalización asistida por antidisolvente".

En vista de esto, el grupo de investigación propuso una estrategia de "regulación de la fase intermedia". El estudio encontró que el uso de aminoácidos anfifílicos con alta afinidad de unión a las capas inorgánicas—norvalina (NVAL) como ligandos superficiales reduce significativamente la energía de formación de las fases de perovskita cuasi-2D. Esta estrategia introduce una vía de nucleación completamente nueva y de baja barrera; la introducción de NVAL hace que la nucleación y cristalización de las películas de perovskita cuasi-2D comience desde la fase cuasi-2D en lugar de la fase de perovskita 3D, lo que suprime significativamente la separación de fases. Utilizando esta estrategia, sin usar antisolventes, los investigadores obtuvieron películas de perovskita cuasi-2D PEA2(FA0.7Cs0.3)4Pb5Br16 de alta calidad en sustratos de gran área de 5.0 × 5.0 cm2.

Figura 2. Estrategia de regulación de la mesofase.

Figura 3. Características de las películas delgadas cuasi-bidimensionales de gran área.

Las películas delgadas cuasi-2D de gran área y alta calidad sientan las bases para la construcción de LED de gran área de alto rendimiento. Sin embargo, además de la calidad de la película, el comportamiento de electroluminiscencia (EL) depende en gran medida de las características de recombinación de portadores del material. Para lograr un control preciso del comportamiento de emisión del dispositivo en diferentes escenarios de aplicación, es fundamental comprender profundamente la dinámica de recombinación de portadores en la capa activa. La ajustabilidad estructural de las perovskitas cuasi-2D ofrece la posibilidad de modular la dinámica de recombinación de portadores. En este trabajo, los investigadores demuestran además un método para ajustar la energía de enlace del excitón (Eb) mediante el ajuste del valor promedio de la película delgada, obteniendo así películas de perovskita cuasi-2D con diferentes comportamientos de emisión.

Los estudios han encontrado una fuerte correlación entre el comportamiento de emisión de las películas delgadas y Eb. Para películas delgadas con valores bajos de , un Eb grande conduce a una rápida recombinación de excitones y portadores libres, lo que evita la disociación y extinción de los portadores en estados trampa. Como resultado, las películas con valores bajos de exhiben un alto PLQY durante la etapa inicial de la excitación de portadores. Sin embargo, un Eb grande también causa una severa recombinación de Auger, lo que provoca una caída significativa del PLQY en películas delgadas con valores bajos de a altas densidades de corriente. Por el contrario, para películas delgadas con valores altos de , los resultados son opuestos; la tasa reducida de recombinación de Auger en películas delgadas con valores altos de las hace más prometedoras para dispositivos de alta luminancia.

Figura 4. Dinámica compuesta de películas delgadas cuasi-bidimensionales con diferentes Eb.

Además, los investigadores fabricaron dispositivos LED de perovskita de gran área (9,0 cm2) con diferentes capas activas de perovskita cuasi-2D. Todos los dispositivos mostraron una alta uniformidad de EL. = 3 dispositivos demostraron una EQE máxima (eficiencia cuántica externa) del 16,4 % a una baja densidad de corriente de 1,0 mA cm-2, lo que representa la mayor eficiencia para dispositivos LED de perovskita de gran área hasta la fecha, mientras que los dispositivos de área pequeña correspondientes alcanzaron una EQE máxima de hasta el 21,3 %. A medida que aumentaba el valor de , el umbral de caída de EQE de los dispositivos aumentaba continuamente. La Luminancia máxima de los dispositivos = 10 fue de 91.650 cd m-2, lo que demuestra su potencial para aplicaciones de alto brillo.

Figura 5 Rendimiento del dispositivo de LED de perovskita cuasi-2D con diferentes valores de .

Este logro se publicó recientemente en la revista Nature Communications, siendo el autor de correspondencia el investigador Yuan Mingjian de la Universidad de Nankai. Los primeros autores conjuntos del artículo son Sun Changjiu, estudiante de doctorado, y Jiang Yuanzhi, investigador posdoctoral, ambos del grupo del investigador Yuan Mingjian en la Universidad de Nankai. (Fuente: Universidad de Nankai)