以光为“武器”,紫外光消杀设备赋能抗疫

时间:2022-04-29 18:06:49       来源:科技日报

吕京笏 科技日报记者 王春

学校门口,进校的药品放在传送带上,如同地铁安检一样经过“大箱子”中光线照射;食堂后厨,六边形的“顶灯”挂在装卸区和原材料加工区的天花板上,发出淡淡的紫色光芒……这些天,复旦大学校园迎来疫情防控新“战友”,远紫外杀菌灯、远紫外消毒塔、紫外线物表消毒机等120多台紫外光消杀设备陆续到来。

安装在校门口的远紫外消毒塔。复旦大学供图

这些紫外光消杀设备用特定波段的远紫外光作“武器”,消灭包裹上、衣物上、环境中的病毒;它们加入消杀一线,与复旦师生并肩战疫,一同编织起病毒消杀网,助力加快实现新冠疫情校园动态清零。复旦大学光源与照明工程系张善端团队研发的紫外光消杀设备,正力保校园“健康”。

远紫外光消毒的原理何在?对人体有无影响?以远紫外杀菌灯为例,它是一种峰值波长为222纳米且滤除了230纳米以上波段的远紫外氯化氪准分子灯。不同填充气体的准分子灯发出不同的波长,覆盖100纳米到400纳米的真空紫外和紫外波段。

“氯化氪准分子灯能破坏新冠病毒核糖核酸(RNA)螺旋结构,导致其失去复制能力从而达到消杀效果。”张善端介绍说,“人机共存的使用条件下,需要把氯化氪准分子灯放在带反射器的灯具内。在出光口安装低通滤光片,滤除少量波长大于230纳米的非远紫外光。这样既能发挥远紫外光杀灭细菌和病毒的作用,也能保证安全剂量下照射一定时间不会对人体产生危害。”

安装在食堂后厨,六边形的远紫外杀菌灯。复旦大学供图

现在,它们已在复旦大学四个校区的防疫物资仓库、食堂后厨、学生生活园区、保卫处以及信息办等人员流动或物资集中处的墙壁、天花板上“工作”了近一周,消杀物表和环境中的病毒。看着被远紫外光照射着的一箱箱大豆油,复旦总务处餐饮办主任王珏说:“相信科技的力量。”

复旦大学邯郸校区国顺路门口,还有一个像极了地铁安检的大机器在运作着,它就是紫外线物表消毒机。“这台设备对我们是很有用的,可以对进校的药品包装表面进行消杀,降低病毒传播风险,也保障药品生命通道的畅通。”学校保卫处处长张阳勇表示。据介绍,紫外线物表消毒机所用的紫外光源为低压汞灯,波长为254纳米的短波紫外光。只要把物品放在传送带上,在灯下走一趟,就可以完成消杀。

以光为“武器”,消杀病毒,其背后是张善端团队长达20年的坚守与深耕——将杀菌波长由传统的低压汞灯的254纳米下探到了230纳米以下的远紫外波段,经过科学的光学和布置设计,可以实现有限制的人机共存。

“远紫外准分子消毒光源的核心技术有两点:一是准分子灯,二是低通滤光片。”张善端团队作为国内准分子灯的技术源头,也是光源方案和紫外测量方法提供方,为我国准分子灯制造企业搭建了“发射塔”。据张善端介绍,下一代远紫外光源正在研发中,可以与LED光源和灯具集成在一起,实现智能和健康的照明,在人居空间撑起远紫外保护伞,消除空气和物表的病毒传播隐患。

关键词: