¡Adaptación universal para hospitales, escuelas y residencias de ancianos, así como para vehículos! Liu Hao y Liu Deqiang, de la Universidad de Fudan, desglosan la solución integral de purificación lumínica.

El 11 de septiembre, el “Foco de Fudan”, a través de la plataforma de clases en vivo Ming Classroom y del canal de video Lao Hong Lun Deng, invitó especialmente a los dos alumni principales responsables del proyecto galardonado con el Premio a la Excelencia en Innovación en Iluminación 2026, “Desarrollo de un desinfectador de aire basado en fotocatalizadores”: Liu Hao y Liu Deqiang, para ofrecer una presentación completa, desde los principios hasta la industrialización.

El invitado Liu Hao es alumni de Fudan; se graduó de la Universidad de Fudan en 1998, es fundador y director general de Sichuan Ousheng Instrumentos Ópticos Co., Ltd., y lleva más de veinte años dedicado al sector de la óptica de precisión, especializado en iluminación y óptica de imagen.

El invitado Liu Deqiang también es alumni de Fudan; se licenció en Química por la Universidad de Fudan en 1991, ha trabajado durante largo tiempo en los campos de los materiales y la química, y actualmente ocupa el cargo de ingeniero jefe en Shanghai Lantai Huanyu Tecnología Co., Ltd.

El evento fue moderado por Hong Bing, secretario general de la Asociación de Alumni de Fudan en el área de iluminación y editor jefe de China Zhi Guang Media, y se transmitió simultáneamente en el canal “Foco de Fudan” de Ming Classroom y en el canal de video Lao Hong Lun Deng.

De los materiales al producto: un primer paso para impulsar la innovación

Al inicio de la presentación, Liu Hao explicó el origen del proyecto. Este proyecto surgió a partir de un material clave desarrollado por Liu Deqiang; la razón para fabricar el propio producto radica en que dicho material aún carece de aplicaciones maduras en el mercado, y promoverlo aisladamente resultaría difícil de confiar. Por ello, optaron por dar el primer paso, creando primero el producto y sus aplicaciones, para guiar a la industria hacia la adopción de esta tecnología y permitir que más consumidores disfruten de los beneficios de este nuevo material. A continuación, invitó a su compañero de equipo, el señor Gong, a exponer en detalle los aspectos técnicos.

Principios fundamentales y cuatro grandes avances

Centrándose en el núcleo del desinfectador de aire basado en fotocatalizadores, el señor Gong comenzó explicando los principios básicos. Esta tecnología utiliza luz UVA de 365 nm para irradiar un material nanométrico compuesto de titanio; tras absorber la energía lumínica, el material genera pares de electrones‑huecos altamente activos: los huecos oxidan compuestos orgánicos, reaccionan con el agua para formar radicales hidroxilo y con el oxígeno del aire para producir radicales superóxido. Estos radicales pueden romper directamente la estructura molecular de compuestos como el formaldehído y el benceno, oxidándolos completamente hasta convertirlos en dióxido de carbono y agua, ambos inocuos; en cuanto a la eliminación de bacterias y toxinas, destruyen irreversiblemente las cubiertas proteicas y el material genético de bacterias y virus, logrando así una inactivación altamente eficaz.

El señor Gong destacó especialmente que el potencial oxidante del radical hidroxilo es extremadamente elevado, solo superado por el flúor y muy superior al ozono comúnmente utilizado en el mercado; ataca indiscriminadamente todo tipo de compuestos orgánicos, mineraliza completamente y posee una amplia capacidad de degradación. A diferencia de los tradicionales filtros de carbón activado o HEPA, que dependen de la adsorción física y tienden a saturarse fácilmente, el material fotocatalítico no participa en reacciones, no se volatiliza ni se consume.

En cuanto a los avances tecnológicos, el señor Gong los resumió en cuatro aspectos:

• En primer lugar, mediante la incorporación coordinada de varios metales preciosos, se construyó una superficie de reacción más eficiente, lo que aumentó significativamente la concentración de iones negativos y multiplicó la constante de velocidad de descomposición objetivo;

• En segundo lugar, se adoptó un soporte de filtro en forma de panal hexagonal con orificios inclinados a 45 grados, apilado en múltiples capas, lo que incrementó notablemente los puntos catalíticos y la superficie específica unitaria;

• En tercer lugar, gracias a una estructura de aluminio en panal hexagonal combinada con un sistema de excitación de alta densidad de lámparas ultravioleta, se mejoró considerablemente la eficiencia de separación y transporte de los portadores generados por la luz, aumentando significativamente el área efectiva de irradiación;

• Por último, se desarrolló de forma independiente una tecnología de protección microscópica mediante enlaces químicos en la superficie del soporte, aplicando más de diez procesos para asegurar que el recubrimiento estuviera establemente adherido sobre el soporte de aluminio en panal, alcanzando un nivel de adherencia de grado cero y garantizando una vida útil de 5 a 10 años sin necesidad de reemplazo.

Además, el señor Gong presentó la tecnología de síntesis de interfaz bifásica desarrollada por el equipo, que mediante la construcción de estructuras heterogéneas y la ampliación del rango de respuesta espectral, inhibe la recombinación de portadores y eleva notablemente la eficiencia cuántica, obteniendo un rendimiento global superior al de los materiales fotocatalíticos convencionales disponibles en el mercado. En cuanto a la tecnología de recubrimiento, se requirieron dos años para lograr que el material catalítico se adhiriera de manera estable sobre la placa de aluminio en panal; se eligió el aluminio en panal debido a su gran superficie específica, baja resistencia al flujo de aire y excelente tolerancia a impactos aerodinámicos, además de haber superado pruebas exhaustivas realizadas por Midea y varias empresas automotrices.

Diseño seguro: sin ozono y compatible con la convivencia humano‑máquina

Respondiendo a la duda frecuente en el sector sobre si produce ozono, el señor Gong explicó que la luz de 365 nm pertenece al espectro ultravioleta de onda larga, con muy baja energía, incapaz de reaccionar con el oxígeno del aire; por tanto, en principio no se descompone ni genera ozono, y las mediciones independientes muestran niveles de emisión de ozono muy inferiores a los estándares nacionales. En cambio, las lámparas ultravioleta tradicionales de 254 nm, si no se bloquea la longitud de onda de 185 nm, casi siempre producen ozono. Al no emitir radiación ionizante ni contaminación secundaria, el producto permite la convivencia entre humanos y máquinas. El material no tiene un ciclo de reemplazo habitual; durante 5 a 10 años no es necesario sustituir ningún consumible. Además, incorpora un sistema patentado de bloqueo de luz que blindan completamente la radiación ultravioleta, con resultados de pruebas independientes cercanos a cero fugas.

Diagrama esquemático de la relación entre la carga tóxica ambiental y las infecciones cruzadas

Ante el problema de los dispositivos de desinfección tradicionales, que tienden a “rebotar” justo después de apagarse, el señor Gong señaló que estos equipos funcionan de manera intermitente: cuando están encendidos, eliminan rápidamente bacterias y virus, pero al apagarse vuelven a proliferar. En cambio, este producto puede permanecer encendido las 24 horas del día, manteniendo los agentes patógenos y contaminantes suspendidos en el aire a niveles extremadamente bajos, evitando así las infecciones cruzadas secundarias desde la fuente. Como ejemplo, mencionó su propia oficina: durante la temporada de gripe, normalmente la mitad del personal se ausentaba; tras instalar el producto, en los últimos dos años todos han asistido y no se ha registrado ningún brote de gripe en la oficina.

Como producto integrado de “iluminación + purificación”, su función lumínica también destaca: utiliza una fuente de luz de espectro completo y perlas de lámpara estadounidenses de espectro completo, con un índice de reproducción de color de 98 y un diseño eficaz contra el deslumbramiento.

Comparación con las tecnologías tradicionales

El señor Gong también realizó una comparación horizontal con las principales tecnologías disponibles en el mercado.

Curva de persistencia de la eficacia de eliminación

Los filtros HEPA junto con el carbón activado funcionan mediante adsorción física; con el uso, el carbón acumula contaminantes y el filtro se obstruye, de modo que la eficacia comienza a disminuir a los tres o cinco días de uso, saturándose prácticamente en diez días en condiciones adversas, además de generar olores ácidos y mohosos. Los fotocatalizadores UV‑C del mercado suelen actuar mediante daño físico, presentando puntos muertos en la irradiación, dificultad para descomponer el formaldehído, rápida degradación de las lámparas y riesgo de fugas de ozono; las tecnologías de descarga de alta tensión como el ozono y la plasma casi siempre producen ozono, requiriendo mantenimiento periódico de los electrodos; los generadores de iones negativos dependen principalmente de la adsorción y sedimentación del polvo, siendo poco efectivos para eliminar bacterias, y sus electrodos pueden liberar ozono, necesitando reemplazo por envejecimiento. En contraste, este producto se basa principalmente en la descomposición química, eliminando desde la fuente compuestos orgánicos volátiles, formaldehído y virus, sin depender de la acumulación por adsorción física, y permitiendo la convivencia humana‑máquina las 24 horas del día.

Pruebas independientes y casos de aplicación

Para demostrar la eficacia del producto, el señor Gong presentó los resultados de una serie de pruebas realizadas por organismos de certificación independientes:

• Emisión de ozono: en una cámara de 30 metros cúbicos, tras dos horas, se midió 0,002 mg/m³, muy por debajo del estándar nacional (0,1 mg/m³);

• Eliminación de estafilococos blancos: en la misma cámara, tras una hora, la tasa de eliminación superó el 99,9%;

• Tasa de eliminación de bacterias naturales: en la misma cámara, tras dos horas, la tasa superó el 98%;

• Eliminación del virus de la gripe H1N1: en la misma cámara, tras dos horas, la tasa superó el 99,9%;

• Emisión de radiación ultravioleta: a 30 cm de distancia, la intensidad de radiación ultravioleta fue inferior a 1 µW/cm², muy por debajo del límite nacional de 5 µW/cm²;

• Pruebas según la Directiva ROHS de la UE para el material fotocatalítico: todos los indicadores cumplieron con los requisitos;

• Pruebas con bolsas de gas de 250 litros: en el caso de sustancias carcinógenas de alto riesgo de clase 1A/1B, la tasa de eliminación tras dos horas superó el 99%; para sustancias carcinógenas de clase 2, la tasa superó el 96%.

En cuanto a las aplicaciones, el producto abarca escuelas, oficinas, jardines de infancia, residencias de ancianos, guarderías, hospitales, hoteles, oficinas gubernamentales y empresariales, salas de estar, dormitorios, estudios, habitaciones infantiles, habitaciones de ancianos y baños, así como espacios cerrados como habitaciones de mascotas, granjas animales, huertos ecológicos, terminales de vehículos y estaciones, además de talleres industriales, salas estériles y laboratorios, cubriendo escenarios especiales.

El producto ya está disponible en diversas configuraciones: tipo techo con iluminación, montaje en pared, modelo móvil de pie, versión para vehículos y modelos empotrados; los productos empotrados, una vez instalados, parecen lámparas planas que combinan funciones de desinfección y purificación. Entre los casos de aplicación destacan la sala de urgencias y la sala de reanimación del Hospital Popular de la Provincia de Sichuan, el Centro de Investigación Forense de la Policía Provincial, los hospitales comunitarios y la base de Mianyang del Centro Chino de Protección de los Osos Panda, entre otros.

Posteriormente, Liu Deqiang añadió información sobre los avances en la industrialización. Las aplicaciones prácticas se dividen principalmente en varias áreas:

• Ámbito médico: inicialmente destinado a combatir el coronavirus durante la pandemia de COVID‑19, con una tasa de eliminación superior al 99,9%; actualmente colabora con el Instituto de Salud Respiratoria de Guangzhou (con el académico Zhong Nanshan como figura honorífica);

• Ámbito ganadero: coopera con varias grandes empresas reconocidas a nivel nacional;

• Ámbito automotriz: cuatro fabricantes de automóviles líderes en China ya han iniciado pruebas de instalación en vehículos.

Sin embargo, reconoció que, dado que las normativas nacionales relacionadas con la desinfección del aire aún están en fase de elaboración, es probable que no se publiquen hasta el próximo año, por lo que aún queda camino por recorrer para lograr la aceptación y difusión generalizada en el sector.

Preguntas y respuestas

Tras la presentación, el moderador Hong Bing, tomando en cuenta las preguntas recibidas en el chat en vivo, dialogó con los dos expertos. A continuación se resumen los puntos clave de las preguntas y respuestas ocurridas en esta sesión.

Pregunta: ¿Cuál es el principio de funcionamiento básico del desinfectador de aire basado en fotocatalizadores? ¿Cómo cooperan la luz UVA de 365 nm y el material nanométrico compuesto de titanio para lograr una desinfección y purificación altamente eficientes?

Liu Deqiang: En esencia, el fotocatalizador es un material fotocatalítico que participa en la reacción sin consumirse; simplemente transforma la energía luminosa en energía química, generando radicales hidroxilo. Estos radicales tienen una potencia oxidante equivalente a una temperatura de 2.200 °C; gracias a esta capacidad oxidante, descomponen compuestos orgánicos, bacterias y virus, neutralizándolos; su poder oxidante supera incluso al del ozono. Los radicales hidroxilo son extremadamente efímeros y solo actúan en contacto directo con la superficie; no se evaporan al aire, por lo que no representan ningún peligro para el cuerpo humano, tratándose de una reacción de contacto.

Pregunta complementaria del moderador: ¿Es realmente cierto que el material no se consume?

Liu Deqiang respondió que, mientras el material exista y se cumplan tres condiciones básicas, puede considerarse viable: primero, debe haber aire, que convierte el oxígeno y el agua del ambiente en radicales hidroxilo y iones negativos; segundo, necesita energía, es decir, las perlas de lámpara ultravioleta de 365 nm. El moderador entonces preguntó: si la luz de 365 nm tiene una vida útil limitada y tiende a degradarse, ¿por qué se sigue diciendo que “no consume consumibles”? Liu Hao explicó que, efectivamente, la luz de 365 nm se degrada, pero prolongando su vida útil mediante una reducción de potencia: las perlas de lámpara anuncian una vida útil de unas 30.000 horas, con una potencia nominal de 2 W, pero en realidad se utilizan entre 0,5 y 1 W, lo que equivale a reducir la potencia en más de la mitad; así, no se calienta, y la eficiencia luminosa y la eficiencia de radiación incluso aumentan.

Pregunta: En comparación con los purificadores de aire tradicionales de filtro, ¿cuáles son las diferencias clave en cuanto a mantenimiento de consumibles y costos de uso a largo plazo?

Liu Hao: Los productos tradicionales requieren reemplazar regularmente el carbón activado y los filtros, pues tienden a saturarse; la vida útil anunciada suele ser de seis meses o un año. En entornos con alta concentración de contaminantes, en la práctica, los filtros se saturan a los uno o dos meses, obligando a su sustitución; de lo contrario, la eficacia de eliminación disminuye drásticamente, además de provocar olores ácidos y contaminación secundaria. En cambio, el material fotocatalítico y las perlas de lámpara de este producto están diseñados para una larga duración, por lo que durante su uso prácticamente no es necesario reemplazar ningún consumible.

Pregunta complementaria del moderador: ¿No afectará la suciedad que se acumule sobre las perlas de lámpara y el material nanométrico compuesto de titanio a la eficacia de desinfección?

Liu Deqiang respondió que el material es autolimpiable: al descomponer compuestos orgánicos, cualquier suciedad que se adhiera inevitablemente contendrá componentes orgánicos y será descompuesta; por eso, la superficie iluminada por la lámpara permanece siempre limpia. Se realizaron experimentos: en un entorno normal con circulación de aire durante un año, el filtro seguía estando extremadamente limpio; en una sala de fumadores, la zona iluminada por la lámpara no amarilleaba, mientras que la zona no iluminada sí mostraba manchas de aceite de tabaco.

Pregunta: La eficiencia cuántica se ha incrementado en más del 50%, y la eficiencia catalítica global supera en diez veces a la de los productos del mercado; ¿cómo se han logrado estos avances mediante la formulación del material y los procesos constructivos?

Liu Deqiang: Principalmente en dos aspectos. En primer lugar, la síntesis del material: el dióxido de titanio nanométrico convencional tiene una banda prohibida de 3,2 electronvoltios; muchos electrones quedan atrapados y no participan en la reacción, por lo que en nuestro material introdujimos una estructura ternaria, insertando una capa intermedia de metales preciosos, lo que reduce efectivamente la anchura de la banda prohibida. En segundo lugar, el proceso de recubrimiento: normalmente, el material catalítico se adhiere con pegamento, que cubre la superficie nanométrica y reduce la exposición al aire y al agua; nuestra tecnología clave consiste en prescindir por completo del pegamento, transfiriendo directamente el material a la superficie metálica, lo que aumenta considerablemente la tasa de aprovechamiento del material.

Pregunta: El producto abarca hospitales, escuelas, residencias de ancianos, oficinas, hoteles, granjas, entre otros; ¿cuál es el estado actual de su comercialización? ¿Qué planes hay para expandir aún más el alcance del producto y sus aplicaciones?

Liu Deqiang: En el ámbito de las residencias de ancianos, ya se suministra regularmente a varias instituciones en Fujian y Guangdong; en el sector hospitalario, colabora con el Instituto de Salud Respiratoria de Guangzhou, y pronto saldrán prototipos para promocionar bajo su nombre; en el ámbito fabril, algunas grandes fábricas en Dongguan, con talleres de menos de 1.500 metros cuadrados, ya han puesto en marcha varios equipos durante dos o tres meses; en el sector automotriz, entre los cuatro principales fabricantes nacionales, algunos ya han entrado en la fase de verificación de instalación en vehículos completos, mientras que otros han concluido la licitación y están en fase de validación. El producto se instala detrás del filtro del aire acondicionado del vehículo como módulo, correspondiendo al mercado de equipamiento original.

Liu Hao añadió: en cuanto a la exportación, algunos comerciantes en América del Norte y Amazon ya han solicitado muestras para resolver problemas como el mal olor en los areneros de gatos y la eliminación de olores en las residencias; además, colabora con grandes clientes como Changhong, ofreciendo tanto unidades completas como componentes y soluciones técnicas integrales. Se prevé que el purificador para vehículos salga al mercado en octubre, en formato de pequeño dispositivo que se coloca dentro del coche para resolver problemas de formaldehído y malos olores.

Otras conversaciones

Además de las preguntas principales mencionadas, los espectadores en el chat en vivo plantearon varias cuestiones prácticas, que fueron discutidas en directo entre el moderador y los invitados.

• En cuanto a la desodorización de baños, Liu Hao señaló que los olores en los baños son mucho menos intensos que en situaciones extremas; bastan unos minutos de funcionamiento para resolver el problema; si se considera la potencia y el consumo energético, se puede reducir la velocidad de operación, pero mientras se mantenga encendido a largo plazo, el baño prácticamente no tendrá olores.

• Respecto a si habrá olores de ozono en el espacio, si se pueden eliminar los compuestos orgánicos volátiles y si la eliminación de olores de tabaco será efectiva, Liu Deqiang afirmó que la luz de 365 nm no produce ozono; los compuestos orgánicos volátiles, siempre que sean volátiles, pueden eliminarse; en pruebas con una máquina de 48 W, en un espacio de 30 metros cúbicos, la tasa de eliminación tras una hora ronda el 90%; en cuanto a los olores de tabaco, según las pruebas nacionales, la nicotina puede eliminarse en una hora con una tasa de eliminación del 99,999% (datos de pruebas independientes).

• En cuanto a la superficie de desinfección y los parámetros de radiación, Liu Deqiang explicó que la superficie de desinfección depende principalmente de la potencia y el caudal de aire; la luz de 365 nm no emite radiación ultravioleta hacia el exterior, y la intensidad de radiación en cada unidad de superficie tiene valores estándar, pudiendo diseñarse diferentes intensidades según las distintas necesidades y escenarios.

• El moderador preguntó si la exposición prolongada a la radiación podría tener algún efecto sobre el cuerpo humano; Liu Hao explicó que el producto incorpora un sistema de bloqueo de luz, que mantiene completamente blindada la radiación ultravioleta dentro de la máquina, dejando entrar el aire solo para procesarlo y expulsarlo posteriormente; las pruebas independientes han confirmado que la cantidad de radiación ultravioleta detectada es cero. Liu Deqiang añadió que, en realidad, el uso prolongado implica una reacción redox, y el otro producto generado es iones negativos, lo que hace que el aire parezca más fresco.

Conclusión

Esta sesión de charla presentó de manera integral un proyecto innovador galardonado, abarcando desde la investigación y desarrollo de materiales y los avances tecnológicos, hasta las pruebas de prototipo y la implementación industrial en múltiples escenarios. La fusión transversal entre la ingeniería óptica y la química de materiales ofrece una nueva vía para la gestión del aire en espacios públicos: “sin consumibles, sin ozono y compatible con la convivencia humano‑máquina”.

FIN

Nota: El contenido de este artículo se ha compilado a partir de la grabación de la presentación titulada “Desarrollo de un desinfectador de aire basado en fotocatalizadores”, impartida por los señores Liu Hao y Liu Deqiang el 11 de septiembre de 2026 en Ming Classroom, y publicada por Ming Classroom.