Ultraviolet far-UVC LED kills bacteria and viruses without harming humans

After much research, the expected result seems to arrive: the LED just developed in Japan is safe for us, relentless for germs, and 10 times more powerful than before.

Gianluca Riccio

Le lampade germicide ultraviolette sono estremamente efficaci nell’eliminare virus e batteri: per questo la luce far-UVC viene abitualmente utilizzata in sempre più ospedali per sterilizzare superfici e strumenti medici.

Il nucleo di queste lampade è la luce LED, cosa che le rende ottime anche dal punto di vista del risparmio energetico. C’è solo un “piccolissimo” problema: questi LED usano la luce ultravioletta in un intervallo che danneggia il DNA umano. In sintesi: non possono essere utilizzati in presenza di persone.

This circumstance has sparked a mad rush around the world in search of LEDs that emit good light for both disinfection and humans. With mixed fortunes.

A matter of substance

Le attuali lampade LED far-UVC sono spesso realizzate con alluminio, gallio e azoto. I primi tentativi di migliorarle sono passati attraverso l’incremento della quantità di alluminio. Con risultati deludenti: luci più sicure, ma anche (molto) meno efficaci.

To get around this, Masafumi Jo, Yuri Itokazu e Hideki Hirayama, all from the RIKEN Quantum Optodevice Laboratory in Japan, have created a more intricately designed LED.

Far-UVC LED
Masafumi Jo and two colleagues have designed an LED that will help defend us from pandemics © 2022 RIKEN

How germicidal but safe LED far-UVC is made

Researchers at the RIKEN Laboratory joined together several layers of varying proportions of aluminum: in some of these layers they also added small amounts of silicon or magnesium.

In short words: they created a real maze for electrons, hindering their movement and trapping them longer in certain areas.

The result? Greater amount of light emitted by the device, and less amount absorbed by people.

An infinitely accurate job

To fine-tune the best design for this lamp, the team used computer simulations with prediction models for all sorts of effects. 

Il numero di simulazioni è stato enorme. “La sfida maggiore,” afferma Masafumi Jo, “è stata quella di controllare con estrema precisione lo spessore di ogni strato”.  Una sfida che sembra vinta: hanno creato un far-LED con una potenza di uscita quasi dieci volte superiore al suo predecessore (di cui we talked here).

A light (LED) on the future

“Confidiamo che i nostri risultati e le nostre tecnologie saranno molto utili per salvaguardare la società da questa e future pandemie”, afferma Jo. I hope so: Covid has brought unprecedented awareness of how important it is to destroy viruses and microbes on surfaces.

But the researchers don't stop. In their study published in Applied Physics Letters (I link it here) note that there is still enormous room for improvement.

A quanto pare la luce in fondo al tunnel c’è, e sanifica.

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