紫外光抗疫成效如何?UVC LED技術仍需突破挑戰

為了對抗新型冠狀病毒的傳播,民眾紛紛搶購各樣防疫產品,除了口罩、酒精、乾洗手等產品持續熱銷外,配備紫外光殺菌燈的各種家電產品也成為搶購重點。

紫外線依波長不同分成UVA(320-400nm)、UVB(280-320nm)以及UVC(100-280nm)。其中UVC在波長外燈透過發射紫外線光來破壞微生物體細胞的DNA或是RNA分子結構,讓細菌或病毒死亡,達成殺菌消毒的效果。根據研究,UVC紫外光的波長在250-260nm左右的殺菌效果最強。

目前用於醫療殺菌的紫外線燈光源主要來自紫外汞燈。汞燈在真空的石英燈管中加入汞(水銀),透過兩端電擊的電壓差異進行放電,激發出紫外線輻射波,再透過燈管內部的螢光塗料改變波長。

紫外光LED(UV LED)的殺菌應用也逐漸受到注目。UV LED則透過固態半導體元件透過電力轉換釋放紫外線光,波長可以透過技術調整。當前,UVC LED的輻射強度大約在2mW到100mW之間,光寶則在2019年發表光功率達220mW的UVC LED。


(Image: LEDinside)

紫外光的殺菌成效,取決於紫外光的輻射強度(及照度),以及照射的時間,兩者組合成照射劑量。照度越強,所需的照射時間越短,反之若照度低,則需要更長的照射時間來滿足同樣的光照劑量,達成殺菌消毒效果。

目前UVC LED無法完全取代醫療用殺菌紫外汞燈的主要原因,在於LED的照度仍不夠強,若要達成跟汞燈一樣的殺菌效果,會需要更大量的LED,或是花更多時間。對於使用頻率高且所需殺菌空間範圍較大的專業醫療單位而言,現階段使用UV LED來消毒並不符合成本效益。

不過針對一般日常用的殺菌,UVC LED已逐漸開始發揮助益。相較於紫外汞燈,UVC LED的光源體積較小,能夠配合不同的應用,以內嵌方式設計在產品內部,便攜性高。目前最常見的應用主要是空氣殺菌、靜止及流動水殺菌。

至於用紫外光來對抗目前在全球肆虐的新型冠狀病毒COVID-19是否有用,目前尚無臨床實驗可證實。過去實驗針對同樣為冠狀病毒的SARS病毒進行研究,結果指出在足夠紫外線劑量的照射下,冠狀病毒可以被消滅。但是不同的環境因素包括濕度、溫度等,也都會影響紫外線光的殺菌效果,當前的實驗還未能夠建立出完整的數據資料,確立能夠殺死病毒的光照劑量。也就是說,現階段紫外光用於消滅新型冠狀病毒的成效有待進一步證實,使用市面上販售的各種消毒滅菌燈具產品時,仍隨時留意適時手部清潔,以及避免用手觸摸眼口鼻,才能加強防疫。

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