Cientistas desenvolveram um novo LED de UV distante que pode matar bactérias e vírus sem ser nocivo aos seres humanos.

Um LED poderoso pode desinfetar efetivamente superfícies ao mesmo tempo em que permanece seguro para as pessoas. Físicos do Instituto RIKEN no Japão projetaram um LED eficiente que é letal para microrganismos e vírus, mas seguro para os humanos. Um dia, ele poderá ajudar os países a sair da sombra das pandemias, eliminando patógenos em salas cheias de pessoas.

A maioria dos LEDs emite luz visível, mas os físicos do Instituto RIKEN criaram um LED que emite numa faixa estreita de ultravioleta distante, seguro para humanos, mas letal para vírus e bactérias.

As lâmpadas de esterilização UV são extremamente eficazes contra bactérias e vírus. Na verdade, são frequentemente usadas em hospitais para desinfetar superfícies e instrumentos médicos. Este tipo de lâmpada pode ser construído com LEDs, tornando-o energeticamente eficiente. No entanto, o UV produzido por esses LEDs dentro de certa faixa danifica o DNA e, portanto, não pode ser usado ao redor de pessoas. Os pesquisadores buscam desenvolver LEDs eficientes que emitem numa faixa estreita de ultravioleta distante, parecendo oferecer boa desinfecção e segurança humana.

Lâmpadas de esterilização LED que operam sem pessoas são geralmente feitas de alumínio, gálio e nitrogênio. Ao aumentar a quantidade de alumínio contida nelas, esses LEDs podem ser modificados para operar em regiões de comprimento de onda seguras para humanos. Este método já foi usado antes, mas resultou em uma queda significativa de potência.

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。

Isso efetivamente cria um obstáculo para os elétrons, dificultando seu movimento através do material e mantendo-os presos em certas áreas por períodos mais longos. Isso resulta em um aumento da emissão de luz do dispositivo e uma redução na absorção de luz.

A equipe usou simulações computacionais para modelar todos os efeitos possíveis para ajudar a determinar o design ideal. O controle preciso da espessura de cada camada foi o maior desafio experimental. Eles finalmente obtiveram um LED que opera na faixa de ultravioleta distante, com uma potência de saída quase dez vezes maior que seu melhor valor anterior.

A pandemia de COVID-19 trouxe uma nova consciência sobre a importância de poder erradicar vírus e micróbios nas superfícies. "Dingchang Shi disse: "Acreditamos que nossas descobertas e tecnologias serão muito úteis para proteger a sociedade desta e de futuras pandemias."

Ele acrescentou que a equipe de três pessoas se esforçará para melhorar ainda mais o desempenho do seu LED, um produto que ainda tem grande espaço para melhoria em termos de potência de saída e eficiência energética.

Fonte: cnBeta