前几年,机构和专家还在保守预估紫外LED发展。新冠疫情的突发,是否会让紫外LED迎来爆发?本月初,首尔伟傲世(Seoul Viosys)和Sensor Electronic Technology, Inc. (“SETi”),宣布他们已经成功采用Violeds (UVCLED)技术实现了在30秒内杀灭99.9%的新冠状病毒(COVID-19)。
Violeds照射前后的 COVID-19
据资料显示,Violeds是一项使用紫外线LED(发光二极管)对事物进行照射,或者在空气净化系统上安装LED芯片,从而杀灭细菌等有害菌的杀菌技术。
首尔伟傲世公司发展历史
在SETi和首尔伟傲世的研究中,Violeds技术被用来展示在30秒的紫外线辐射下杀灭COVID-19效果有多强。这项研究还发现,当冠状病毒被放置在离光源更近的地方,暴露时间越长,灭菌效果越佳。除了冠状病毒外,Violeds技术还被证明能够成功杀灭99.9的其他有害细菌,如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌和鼠伤寒沙门氏菌等菌种。
暴露时间与病毒灭菌率(Violeds与病毒的距离:3cm)
紫外线LED有这么神?
对于大部分人来说,紫外线杀菌是晒一天被子,睡觉时盖上的舒爽。其实太阳辐射出的紫外线包括UVA、UVB、和UVC频带。地球的臭氧层阻绝了97-99%穿透大气层的紫外线辐射。到达地球表面的紫外线98.7%是UVA。
这里的UVA、UVB、UVC是根据波长进行划分。
根据国际电工词汇第845部分(International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Part 845)的定义,紫外线(ultraviolet radiation, 简称UV)是波长比可见光短的光辐射,其中100~400纳米(nm)波长范围的紫外线通常分为三类:
UV-A(波长315~400纳米)
UV-B(波长280~315纳米)
UV-C(波长100~280纳米)
其中UVC能穿透生物的细胞膜和细胞核,破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构,造成生长性细胞死亡或再生性细胞死亡,从而起到消杀各种病菌的效果,如细菌繁殖体、芽胞、病毒、真菌等。因此,UVC紫外线也被称为杀菌紫外线。
目前市场上大部分紫外线消毒产品仍以汞灯(也称为水银灯)为主,虽说其工艺技术已较为成熟且价格相对便宜,但具有容易破碎的特点,具有重大安全隐患——金属汞对人体有巨大危害。
相比传统的紫外线灯消毒长达30分钟以上的时间,UVC LED紫外线只需几十秒到3分钟的时间就能强效穿透生物细胞膜和细胞核,破坏细菌DNA或RNA,杀灭各种病菌,且不含汞无臭氧,更加安全环保,正替代汞灯成为紫外线消毒新贵。
图源:59秒
此次突如其来的新冠疫情,让平时大众不怎么关注的紫外杀菌灯一下就火了。新华网此前发文称,非典时期,中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所的专家发现,使用强度大于90μW/cm2的紫外线照射冠状病毒30分钟,可以杀灭SARS病毒。《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版)》中指出,新型冠状病毒对紫外线敏感。
不少企业为抗击疫情,为前线医护人员捐献了大量紫外线杀菌灯具或产品,如昕诺飞、雷士、雪莱特、广明源、佛山照明、钰创合成等公司。
将迎来爆发期?
据集邦咨询LED研究中心(LEDinside)去年发布的数据来看,受到全球景气衰退影响,2018 年紫外线 LED 厂商营收虽未如预期的爆发成长,但仍稳定增加。在UV-C LED市场需求带动下,2018年全球UV LED市场规模达2.99亿美金,预计到2023年市场规模将达9.91亿美金,2018-2023年复合增长率达到27%。
数据来源:LEDinside
从下图可以看出,工业固化是目前UV LED最大的应用领域,2018年占总UV LED市场规模的比重达到41%,工业固化领域的产品主要以UV-A LED为主。UV-A产品技术门槛相对较低,市场竞争也非常激烈。
数据来源:LEDinside
关于整个市场趋势,当时LEDinside给的结论是,UV LED可以说正处于起步阶段,市场尚未大规模应用。近日发布的最新“2020深紫外线LED应用市场与品牌策略”中提及,近来在新型冠状病毒 (COVID-19) 影响之下,品牌与消费者对于杀菌净化的意识大为提升,UV-C LED厂商于农历年后询问度大幅增加,相信UV-C LED也将有机会稳定提升市场产值。
TrendForce的分析师表示,UV-C LED厂商耕耘家电品牌领域多年,随着UV-C LED 技术稳定与品牌接受度提升,2020年终于可迎来成长爆发点。相较于家电品牌市场,商业应用领域对于UV-C LED产品价格接受度较高。接下来UV-C LED则可望进入商业空调、表面杀菌与净水领域。
从今年开始,限定汞使用和排放的国际《水俣公约》正式生效,传统的汞灯将限制、禁止生产和使用,并逐步退出市场。那么基于氮化镓宽禁带半导体材料的深紫外LED成为这一新应用的不二选择。有专家表示采用深紫外LED替代传统汞灯,在消毒杀菌的应用类似于白光LED替代传统光源在照明领域的应用,将形成一个巨大的新兴产业。
新华网2月份一篇稿件引用专家的说法:过去十多年里,我国半导体照明产业蓬勃发展,形成了如今超过8000亿元的巨大产业规模。深紫外LED如果实现对汞灯的替代,就意味着在未来十年,深紫外产业将会发展成为一个像LED照明一样的新的万亿产业。