隨著(zhù)大眾科學(xué)意識越來(lái)越高，人們開(kāi)始在方方面面都注重消毒殺菌，UCV系列的紫外消毒光源應用也越來(lái)越廣。我們知道特定波段的紫外光哪怕是很微弱的能量也會(huì )對物質(zhì)造成一定程度的損壞，我們怎么做出更穩定的人工UVC光源呢？本期帶大家一起了解我們針對UVC光源量產(chǎn)采用的材料。
紫外線(xiàn)（UV）相對于可見(jiàn)光，光子能量更高，高能量光子可能對部分材料引起降解，產(chǎn)生物理或化學(xué)的變化（這個(gè)就是物品長(cháng)期放在太陽(yáng)底下曬很快就會(huì )老化，分解的道理）。
其中波長(cháng)為200至280nm的紫外線(xiàn)輻射的子類(lèi)UVC并不存在于地面的陽(yáng)光中，因為低于？300 nm的波長(cháng)光會(huì )被大氣中的臭氧層所吸收，所以一直以來(lái)有關(guān)UV-C降解材料的公開(kāi)研究數據很少。
隨著(zhù)UVC的殺菌消毒效果被廣泛認知，越來(lái)越多的產(chǎn)品會(huì )設計使用UVC作為消毒方案，這時(shí)候就需要我們了解包括高能紫外線(xiàn)UV-C光子在內的材料降解原理，并在做產(chǎn)品材質(zhì)設計時(shí)將紫外降解的影響考慮在內以延長(cháng)產(chǎn)品的使用壽命。
紫外線(xiàn)對三大類(lèi)材料降解的原理：
1. 金屬
金屬的特征在于金屬鍵合，金屬鍵合由排列成周期性晶格結構的緊密堆積的原子構成，所有原子共享一個(gè)離域電子“云”。由于金屬具有高度可移動(dòng)的電子，金屬是電和熱的良導體，并且容易干擾電磁輻射，例如光和無(wú)線(xiàn)電波。這解釋了為什么金屬不透明而反射一定程度的光，這是因為可以利用自由電子吸收光子能量，而不會(huì )經(jīng)歷能量躍遷或鍵解離，所以金屬幾乎完全不受紫外線(xiàn)的影響。
2. 陶瓷
陶瓷材料通過(guò)離子鍵合形成，周期性結構排列的晶格包含帶正電和帶負電的離子。大多數陶瓷是金屬氧化物，少部分陶瓷是具有強共價(jià)鍵的氮化物，硼化物和碳化物。與金屬相反，陶瓷離子具有緊密結合的電子，因此它們具有高鍵合強度，可以承受極端溫度，通常具有極高的化學(xué)惰性并且是良好的電絕緣體。這種高的鍵合強度和化學(xué)惰性使陶瓷完全不受紫外線(xiàn)照射的影響。
3. 石英
石英材料中非晶態(tài)二氧化硅（SiO2）是一種表現出離子鍵合和共價(jià)鍵結合的材料，能夠透過(guò)UVC，對紫外線(xiàn)行業(yè)來(lái)說(shuō)非常重要。石英中紫外線(xiàn)吸收的主要機理與其中的雜質(zhì)和缺陷有關(guān)。雜質(zhì)比如鐵等金屬，這些金屬原子的電子可以被提升到更高的能級或從原子中釋放出來(lái)，因此可用于干擾電磁輻射，形成所謂的“色心”，并隨著(zhù)時(shí)間的流逝降低玻璃的紫外線(xiàn)透明度。石英中也存在固有的原子缺陷，例如未鍵合的硅和氧原子，它們會(huì )吸收一定的真空紫外線(xiàn)（VUV）和UV-C。
4. 聚合物
聚合物包含多種材料，其特征在于長(cháng)分子鏈，分子鏈纏結和相互連接，它們本身表現出共價(jià)鍵，通常含碳成分。共價(jià)鍵是兩個(gè)或多個(gè)原子之間的電子共享，以滿(mǎn)足組成原子填充其最外層電子軌道。與金屬鍵相比，電子的共價(jià)共享是局部的（即，電子遷移僅限于最近的鍵合原子），因此聚合物幾乎總是電絕緣體和不良的熱導體。與金屬和離子鍵相比，有機成分之間的共價(jià)鍵也相對較弱。因此，大多數聚合物很容易因暴露于UV-C而降解。高能光子具有足夠的能量，可以將電子提升到更高的能級，從而打斷共價(jià)鍵，降解材料。通常具有碳-碳雙鍵的聚合物更容易受到紫外線(xiàn)降解而發(fā)生化學(xué)變化。
綜上所述，如何預防或減輕紫外線(xiàn)對材料的降解？
我們從原材料入手，支架使用氮化鋁材料加鍍金處理，能有效阻止UV光線(xiàn)的降解，延長(cháng)燈珠壽命。陶瓷底座加聚合物填充，防止UV透過(guò)支架降解燈珠底部焊接材料，提高散熱性能，有效的提高了產(chǎn)品穩定性。發(fā)光部分我們選用的是高透光率的石英材料，石英玻璃的本質(zhì)是抗uv的，而且還有過(guò)濾雜質(zhì)能量的雙重功效，提高UV透光率和功效。采用UV難以降解的原材料進(jìn)行生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的技術(shù)工藝打磨，現在已經(jīng)全面實(shí)現可以量產(chǎn)的而且不影響UVC殺毒消菌效果的UCV燈珠。只要我們能夠充分利用UV的特性，采用有效方法進(jìn)行揚長(cháng)避短，UV也會(huì )造福人類(lèi)~