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Alors que le COVID-19 continue de faire des ravages dans les populations mondiales, le monde se concentre particulièrement sur la recherche de moyens de combattre ce nouveau coronavirus. Cela inclut le Solid State Lighting & Energy Electronics Center (SSLEEC) de l’université de Santa Barbara et ses entreprises membres. Les chercheurs y développent des LED ultraviolettes qui ont la capacité de décontaminer les surfaces – et potentiellement l’air et l’eau – qui ont été en contact avec le virus du SRAS-CoV-2.

Des LED ultraviolettes contre le virus du SRAS-CoV-2

« Une application majeure est dans les situations médicales – la désinfection des équipements de protection individuelle, des surfaces, des sols, dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, etc. », a déclaré Christian Zollner, chercheur sur les matériaux, dont les travaux portent sur l’avancement de la technologie des LED à lumière ultraviolette profonde à des fins d’assainissement et de purification.
En effet, ces derniers temps, l’attention s’est portée sur le pouvoir de la lumière ultraviolette pour inactiver ce nouveau coronavirus. En tant que technologie, la désinfection par rayons ultraviolets existe depuis un certain temps. Et bien qu’elle soit pratique, son efficacité à grande échelle contre la propagation du SRAS-CoV-2 reste à démontrer.
La lumière UV est très prometteuse : début avril, Séoul Semiconductor, une société membre de SSLEEC, a annoncé une « stérilisation de 99,9 % du coronavirus en 30 secondes » grâce à ses LED UV. Leur technologie est actuellement adoptée pour l’automobile, dans des lampes LED UV qui stérilisent l’intérieur des véhicules inoccupés.

L’UV-C dans la gamme des 260 à 285 nm est la plus pertinente

« La lumière UV-C dans la gamme des 260 à 285 nm, est la plus pertinente pour les technologies de désinfection actuelles, mais elle est également nocive pour la peau humaine, de sorte que pour l’instant, elle est surtout utilisée dans des applications où personne n’est présent au moment de la désinfection », a déclaré M. Zollner. En fait, l’Organisation mondiale de la santé met en garde contre l’utilisation de lampes de désinfection aux ultraviolets pour désinfecter les mains ou d’autres parties de la peau – même une brève exposition aux UV-C peut provoquer des brûlures et des lésions oculaires.
Avant que la pandémie du COVID-19 ne prenne une ampleur mondiale, les spécialistes des matériaux de SSLEEC travaillaient déjà à l’avancement de la technologie des LED UV-C. Ce domaine du spectre électromagnétique est une frontière relativement nouvelle pour l’éclairage à semi-conducteurs; la lumière UV-C est plus souvent produite par des lampes à vapeur de mercure et, selon Zollner, « de nombreuses avancées technologiques sont nécessaires pour que les LED UV atteignent leur potentiel en matière d’efficacité, de coût, de fiabilité et de durée de vie ».

Une méthode plus efficace pour concevoir des LED UV-C

Dans leur étude, les chercheurs font état d’une méthode plus efficace pour fabriquer des LED de haute qualité dans l’ultraviolet profond (UV-C), qui consiste à déposer un film d’alliage de semi-conducteurs de nitrure d’aluminium et de gallium (AlGaN) sur un substrat de carbure de silicium (SiC) – une différence par rapport au substrat de saphir, plus largement utilisé.
La désinfection portable et rapide de l’eau était l’une des principales applications que les chercheurs avaient en tête lorsqu’ils ont développé leur technologie de LED UV-C. La durabilité, la fiabilité et la petite taille des diodes pourraient changer la donne dans les régions moins développées du monde où de l’eau propre n’est pas disponible.
L’émergence de la pandémie du COVID-19 a ajouté une autre dimension à cette recherche. Alors que le monde se bat pour trouver des vaccins, des thérapies et des remèdes contre cette maladie, la désinfection, la décontamination et l’isolement sont les quelques armes dont nous disposons pour nous défendre, et les solutions devront être déployées dans le monde entier. En plus des UV-C pour l’assainissement de l’eau, la lumière UV-C pourrait être intégrée dans des systèmes qui s’allument lorsque personne n’est présent, a déclaré M. Zollner. « Ce serait un moyen peu coûteux, et sans produits chimiques d’assainir les espaces publics, commerciaux, personnels et médicaux », a-t-il déclaré.

Faire de ces lumières UV-C les plus efficaces au monde

Cependant pour l’instant, c’est un jeu de patience, car Zollner et ses collègues attendent que la pandémie diminue. Les recherches à l’université de Santa Barbara ont été ralenties pour réduire au minimum les contacts de personne à personne. « Nos prochaines étapes, une fois que les activités de recherche auront repris à l’UCSB, seront de poursuivre nos travaux sur l’amélioration de notre plateforme AlGaN/SiC pour produire, espérons-le, des émetteurs de lumière UV-C les plus efficaces au monde », a-t-il déclaré.
Cette recherche a été publiée dans ACS Photonics.
Source : University of California, Santa Barbara
Crédit photo : Pixabay