Le laboratoire P3 du Centre de contrôle et de prévention des maladies de la province du Jiangsu vérifie que la puce UVC inactive le SARS-CoV-2 en quelques secondes

Partager deux études :

Le laboratoire P3 du CDC valide la puce UVC en quelques secondes, inactivant le SARS-CoV-2

Il a récemment été appris que les puces LED UVC fournies par Zhixin Semiconductor (Hangzhou) Co., Ltd., une filiale de BeyondSemi, leader mondial des puces LED UVC et des équipements de désinfection, sont utilisées dans les derniers équipements de désinfection écologique de Zhishan Era Intelligent Technology (Beijing) Co., Ltd. Après des tests d'inactivation du SARS-CoV-2 au laboratoire P3 du Centre de contrôle et de prévention des maladies (CDC) de la province du Jiangsu, les résultats ont montré une inactivation facile du virus SARS-CoV-2, avec un taux d'inactivation en quelques secondes de 99,994 %.

Le professeur Sun Wenjun de l'Université de Tsinghua, responsable du groupe de travail de l'IUVA sur l'inactivation du SARS-CoV-2, a souligné qu'il s'agit de la première fois au monde qu'un laboratoire officiel de niveau P3 a vérifié que les LED UVC peuvent inactiver le SARS-CoV-2 en quelques secondes. Cela est vraiment encourageant et fournit une base importante pour l'utilisation de la technologie LED UVC dans la prévention et le contrôle du SARS-CoV-2.

Depuis l'épidémie de COVID-19, des universités renommées et des organismes d'essai associés dans le monde entier ont mené des expériences pour vérifier l'inactivation du SARS-CoV-2 par les LED UVC, telles que Crystal IS (filiale d'Asahi Kasei) avec l'Université de Boston, et Toyoda Gosei collaborant avec l'Association japonaise des sciences biomédicales pour réaliser des expériences sur l'inactivation du nouveau coronavirus. Cependant, en Chine, aucun résultat officiel de tests de laboratoire sur l'inactivation du SARS-CoV-2 n'a encore été rapporté dans les médias.

Selon le Dr Huang Xiaohui, directeur des opérations de Zhixin Semiconductor, « La longueur d'onde des LED UVC est de 260 nm à 270 nm, ce qui constitue la plage idéale pour la stérilisation. Les puces LED UVC à ultraviolets profonds de l'entreprise ont récemment connu une augmentation rapide de la puissance, avec une production de masse stable d'unités individuelles de 100 mW, atteignant une intensité lumineuse de 3 mW par centimètre carré, inactivant le nouveau coronavirus en quelques secondes, avec un taux d'inactivation supérieur à 99,994 %. »

David Chen, directeur des opérations de Zhishan Shidai Intelligent Technology (Beijing) Co., Ltd., a déclaré : « L'équipement inspecté utilise une puce LED UVC unique, développée et produite en interne par Zhixin Semiconductor. Grâce à son brevet exclusif de structure optique, il intègre un module moteur de stérilisation à haute directivité et haute efficacité, facilement intégrable dans des dispositifs automatiques de désinfection tels que les plateformes de désinfection et les robots de désinfection, sans intervention humaine. Il peut également être développé sous forme d'appareils de désinfection portatifs légers pour une stérilisation flexible et pratique, permettant une coexistence sûre entre l'homme et la machine. »

David a également présenté : « Récemment, les méthodes et équipements de désinfection pour la logistique de la chaîne du froid ont été progressivement améliorés. Le système de désinfection physique de type tunnel pour la logistique de la chaîne du froid de l'entreprise intègre ce moteur de stérilisation à haute efficacité, capable d'éliminer efficacement les bactéries et les virus même dans des environnements à basse température, avec une efficacité de désinfection de 500 articles par minute sur les six faces des objets. Tout en étant hautement efficace et rapide, il résout efficacement les problèmes tels que la pollution secondaire et les résidus causés par la désinfection traditionnelle par pulvérisation d'agents chimiques. » Il a également déclaré : « L'innovation efficace provient souvent de la réinnovation des technologies existantes. Nous sommes engagés dans une approche centrée sur le client, en innovant et en dépassant constamment les attentes dans la perspective de résoudre véritablement les problèmes des clients. »

Selon les informations disponibles, le moteur de stérilisation UVC LED de BeyondSemi peut atteindre une puissance optique allant jusqu'à 4 W. La lumière ultraviolette UVC émise non seulement élimine Escherichia coli, Staphylococcus aureus, le virus de la grippe H1N1, les spores et autres bactéries et virus résistants aux médicaments en quelques secondes, mais a également été vérifiée par le laboratoire P3 des CDC pour inactiver le nouveau coronavirus SARS-CoV-2 en quelques secondes. Pendant l'épidémie mondiale de pneumonie COVID-19, il offre un autre outil puissant pour la prévention épidémique à long terme.

Dans le secteur de la santé, cette technologie a été utilisée pour désinfecter les combinaisons de protection des médecins et du personnel infirmier lorsqu'ils entrent ou sortent des chambres d'isolement pour le nouveau coronavirus. Les médecins et le personnel infirmier sont exposés à un rayonnement ultraviolet de haute énergie et de haute qualité provenant de toutes les directions pendant environ 30 secondes. La longueur d'onde sélectionnée modifie la structure de l'ARN viral en peu de temps, l'inactivant de sorte qu'il ne représente plus une menace pour les humains. Étant donné que les combinaisons de protection empêchent la pénétration du rayonnement ultraviolet, il n'y a aucun dommage pour le corps humain. Pour rendre le rayonnement ultraviolet invisible visible pendant le fonctionnement, la cagoule du dispositif de protection est recouverte d'une couche de peinture fluorescente, qui s'allume dès que le UVC LED est activé, garantissant une grande sécurité.

Les équipements de désinfection de la série UVC LED de Zhishan Intelligent, validés par des tests d'inactivation du nouveau coronavirus au laboratoire P3 des CDC, peuvent inactiver le SARS-CoV-2 en quelques secondes. Ils seront largement utilisés dans les lieux publics à forte fréquentation, tels que les établissements médicaux, les hôtels, les écoles, les aéroports, les gares et les avions, afin de prévenir la propagation de la COVID-19 et d'autres maladies respiratoires. (Source : Zhishan Semiconductor)

L'Université de Nankai a fabriqué des LED pérovskites quasi-2D haute performance et de grande surface

Les films minces de pérovskite quasi-bidimensionnelle ont connu le succès dans les applications de dispositifs à diodes électroluminescentes (DEL/LED) grâce à leurs excellentes propriétés optiques. Les films minces de pérovskite quasi-bidimensionnelle peuvent être obtenus par une simple méthode de dépôt par centrifugation, et leurs propriétés électriques et optiques supérieures peuvent être réalisées en régulant la dynamique de recombinaison des excitons et la dynamique de cristallisation. Cependant, lorsque la surface du dispositif est augmentée, les performances du dispositif subissent une baisse sévère, ce qui entrave considérablement l'application commerciale future des dispositifs LED à base de pérovskite quasi-bidimensionnelle.

Récemment, le groupe de recherche dirigé par le professeur Yuan Mingjian au Laboratoire Clé de Chimie des Matériaux Énergétiques Avancés (Ministère de l'Éducation), Collège de Chimie de l'Université de Nankai, s'est concentré sur la préparation contrôlable de LED pérovskites quasi-2D haute performance de grande surface. L'étude a révélé que la technique traditionnelle de « cristallisation assistée par anti-solvant » est difficilement compatible avec le procédé de fabrication de films minces de pérovskite quasi-2D de grande surface. L'analyse du mécanisme de défaillance indique que les pérovskites quasi-2D présentent des caractéristiques de cristallisation où les phases de pérovskite à haute valeur précipitent en premier, suivies par les phases à faible valeur . Lorsque la diffusion de l'anti-solvant est inégale, une séparation de phase sévère se produit dans les régions périphériques du substrat qui ne sont pas entièrement exposées à l'anti-solvant. Une séparation de phase sévère dans les films minces de pérovskite quasi-2D entraîne une réduction de l'efficacité du transfert d'énergie au sein du film ; parallèlement, les différentes caractéristiques de cristallisation entraînent une diminution de la qualité du film, conduisant finalement à une baisse de leurs performances optiques et électriques.

Figure 1. Étude du mécanisme de défaillance du procédé de « cristallisation assistée par anti-solvant ».

Compte tenu de cela, le groupe de recherche a proposé une stratégie de « régulation de la phase intermédiaire ». L'étude a montré que l'utilisation d'acides aminés amphiphiles ayant une forte affinité de liaison avec les couches inorganiques — la norvaline (NVAL) comme ligands de surface réduit considérablement l'énergie de formation des phases de pérovskite quasi-2D. Cette stratégie introduit un tout nouveau chemin de nucléation à faible barrière ; l'introduction de NVAL fait commencer la nucléation et la cristallisation des films de pérovskite quasi-2D par la phase quasi-2D plutôt que par la phase de pérovskite 3D, ce qui supprime considérablement la séparation de phase. En utilisant cette stratégie, sans utiliser de solvants anti, les chercheurs ont obtenu des films de pérovskite quasi-2D PEA2(FA0.7Cs0.3)4Pb5Br16 de haute qualité sur des substrats de grande surface de 5.0 × 5.0 cm2.

Figure 2. Stratégie de régulation de la mésophase.

Figure 3. Caractéristiques des films minces quasi bidimensionnels de grande surface.

Des films minces quasi-2D de haute qualité et de grande surface posent les bases de la construction de LED de grande surface hautes performances. Cependant, outre la qualité du film, le comportement d'électroluminescence (EL) dépend largement des caractéristiques de recombinaison des porteurs du matériau. Pour obtenir un contrôle précis du comportement d'émission du dispositif dans différents scénarios d'application, il est essentiel de comprendre profondément la dynamique de recombinaison des porteurs dans la couche active. La réglabilité structurelle des pérovskites quasi-2D offre la possibilité de moduler la dynamique de recombinaison des porteurs. Dans ce travail, les chercheurs démontrent en outre une méthode pour ajuster l'énergie de liaison de l'exciton (Eb) en réglant la valeur moyenne du film mince, obtenant ainsi des films de pérovskite quasi-2D avec différents comportements d'émission.

Des études ont révélé une forte corrélation entre le comportement d'émission des films minces et Eb. Pour les films minces ayant de faibles valeurs de , un Eb élevé entraîne une recombinaison rapide des excitons et des porteurs libres, ce qui évite la dissociation et l'extinction des porteurs dans les états pièges. Par conséquent, les films ayant de faibles valeurs de présentent un PLQY élevé lors de la phase initiale de l'excitation des porteurs. Cependant, un Eb élevé provoque également une recombinaison d'Auger sévère, entraînant une chute significative du PLQY dans les films minces à faibles valeurs de à haute densité de courant. En revanche, pour les films minces ayant des valeurs élevées de , les résultats sont opposés ; le taux réduit de recombinaison d'Auger dans les films minces à valeurs élevées de les rend plus prometteurs pour les dispositifs à haute luminance.

Figure 4. Dynamique composite de films minces quasi-bidimensionnels avec différents Eb.

De plus, les chercheurs ont fabriqué des dispositifs LED à pérovskite de grande surface (9,0 cm2) avec différentes couches actives de pérovskite quasi-2D. Tous les dispositifs ont présenté une uniformité élevée de l'électroluminescence (EL). Les dispositifs = 3 ont démontré une EQE maximale (efficacité quantique externe) de 16,4 % à une faible densité de courant de 1,0 mA cm-2, représentant la plus haute efficacité pour les dispositifs LED à pérovskite de grande surface à ce jour, tandis que les dispositifs de petite surface correspondants ont atteint une EQE maximale allant jusqu'à 21,3 %. À mesure que la valeur de augmentait, le seuil de chute de l'EQE des dispositifs augmentait continuellement. La Luminance maximale des dispositifs = 10 était de 91 650 cd m-2, démontrant leur potentiel pour les applications à haute luminosité.

Figure 5 Performances des dispositifs de LED pérovskites quasi-2D avec différentes valeurs de .

Cette réalisation a été récemment publiée dans la revue Nature Communications, l'auteur correspondant étant le chercheur Yuan Mingjian de l'Université de Nankai. Les premiers auteurs conjoints de l'article sont Sun Changjiu, doctorant, et Jiang Yuanzhi, chercheur postdoctoral, tous deux du groupe du chercheur Yuan Mingjian à l'Université de Nankai. (Source : Université de Nankai)