呼吸道病毒肆虐 紫外線快速消滅RNA病毒
▲人類呼吸道RNA病毒，於近幾年造成全球性的災難，包括了 SARS-CoV-2、甲型流感病毒，會通過飛沫進入人體的呼吸道，並迅速傳播 (Photo by Fusion Medical Animation on Unsplash)
編譯／高晟鈞
人類呼吸道 RNA 病毒，於近幾年造成全球性的災難，包括了 SARS-CoV-2、甲型流感病毒，會通過飛沫進入人體的呼吸道，並迅速傳播。這些病毒造成了除了對人體造成了巨大的傷害，還會連帶影響到全球的經濟鏈。
傳統上，深紫外線光照射(Deep-Ultraviolet)是消滅病毒最有效的方法之一，因為汞燈可以破壞病毒基因組。然而，這些燈具有各種缺點，包括了毒性、易碎、體積大、壽命短和產生臭氧。此外，《汞水俁公約》自2020年起禁止生產、進口和出口含汞產品。因此，迫切需要一種環保且高效的殺菌替代品。
科學家們於近期，開發了一種基於氮化鋁鎵(AlGaN)的 DUV LED 燈，波長可控範圍在 210 到 365 奈米之間，具有取代汞燈的巨大潛力。這種 LED 燈具有零汙染、節能等優點。一為 AlN 單晶基板的成本太高，這種基於氮化鋁鎵的 DUV LED 燈通常是在氮化鋁／藍寶石模板上，通過異質磊晶生長(heteroepitaxial growth)技術進行生產。
氮化鋁／藍寶石模板的生產，主要應用到了兩項技術。
氫化物氣相磊晶法(Hydride vapor phase epitaxy，HVPE)是生長氮化鎵的一種方式，主要是利用氯化氫和金屬鎵反應產生氫化鎵，再由氫化鎵與氨氣在基材上反應得到氮化鎵的厚膜。快速熱退火(Rapid Thermal Annealing, RTA)，是在石英管中通入氬氣或氮氣等氣體，用極快的的升溫和目標溫度短暫的持續時間來進行處理。。
值得注意的是，模板的好壞，還與一項因素有關──生產過程中的壓應力(Strong Compressive Stress,SCS)。研究人員通過在氮化鋁/藍寶石襯底和 AlGaN 外延層之間插入超晶格結構，可以有效緩解 SCS。
而研究結果表明，所有測試的 LED 都能在病毒濃度為 3.8×105 PFU/mL 的情況下，在 60 秒內對 SARS-CoV-2 實現 100% 消毒滅菌。尤其是波長為 256 奈米的 LED 燈表現出了卓越的消毒滅菌效率，僅需 10 秒即可實現 100% 滅活。此外，該 LED 在較高病毒濃度和不同病毒附著表面環境下也表現出色。這些研究結果表明，深紫外 LED 除了攜帶性更佳、更環保、更廣泛、還能更有效地消毒病毒。
資料來源:SciTechDaily
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