Los científicos han desarrollado un nuevo LED de luz ultravioleta lejana que puede eliminar bacterias y virus sin ser dañino para los humanos.
Un LED potente puede desinfectar eficazmente las superficies al tiempo que permanece seguro para las personas. Los físicos del Instituto RIKEN de Japón diseñaron un LED eficiente que es letal para microorganismos y virus pero seguro para los humanos. Un día, podría ayudar a los países a salir de la sombra de las pandemias al eliminar patógenos en habitaciones llenas de gente.
La mayoría de los LED emiten luz visible, pero los físicos del Instituto RIKEN han creado un LED que emite en una banda estrecha de ultravioleta lejano, seguro para los humanos pero letal para virus y bacterias.
Las lámparas de esterilización UV son extremadamente efectivas contra bacterias y virus. De hecho, se utilizan frecuentemente en hospitales para desinfectar superficies e instrumentos médicos. Este tipo de lámpara puede construirse con LED, haciéndola energéticamente eficiente. Sin embargo, el UV producido por estos LED dentro de cierto rango daña el ADN y, por tanto, no puede usarse alrededor de personas. Los investigadores buscan desarrollar LED eficientes que emitan en una banda estrecha de ultravioleta lejano, pareciendo ofrecer tanto buena desinfección como seguridad humana.
Las lámparas de esterilización LED que operan sin personas suelen estar hechas de aluminio, galio y nitrógeno. Al aumentar la cantidad de aluminio contenida en ellas, estos LED pueden modificarse para funcionar en regiones de longitud de onda seguras para los humanos. Este método se ha utilizado antes, pero resultó en una caída significativa de potencia.
为了解决这个问题，理化学研究所量子光学装置实验室的三位物理学家Masafumi Jo（定昌史）、Yuri Itokazu（糸数雄吏）和Hideki Hirayama（平山秀樹）创造了一种设计更复杂的LED。他们将多层铝夹在一起，每层铝的比例略有不同。此外，在一些层中，他们还添加了微量的硅或镁。
Esto efectivamente crea un obstáculo para los electrones, dificultando su movimiento a través del material y manteniéndolos atrapados en ciertas áreas por períodos más largos. Esto resulta en un aumento de la emisión de luz del dispositivo y una reducción de la absorción de luz.
El equipo utilizó simulaciones por computadora para modelar todos los efectos posibles para ayudar a determinar el diseño ideal. El control preciso del grosor de cada capa fue el mayor desafío experimental. Finalmente obtuvieron un LED que funciona en el rango de ultravioleta lejano, con una potencia de salida casi diez veces mayor que su mejor valor anterior.
La pandemia de COVID-19 ha generado una nueva conciencia sobre la importancia de poder erradicar virus y microbios en las superficies. "Dingchang Shi dijo: "Creemos que nuestros descubrimientos y tecnologías serán muy útiles para proteger a la sociedad de esta y futuras pandemias."
Añadió que el equipo de tres personas se esforzará por mejorar aún más el rendimiento de su LED, un producto que todavía tiene un gran margen de mejora en términos de potencia de salida y eficiencia energética.
Fuente: cnBeta