近日，安徽大學(xué)集成電路學(xué)院“殺菌者——222nm遠紫外線安全消殺領(lǐng)軍者”項目榮獲安徽大學(xué)2023年度“創(chuàng)業(yè)之星”。
該項目核心技術(shù)主要包括團隊自主研發(fā)的驅(qū)動電源和特制石英帶通濾波片技術(shù)。相較于市面上的殺菌產(chǎn)品，這款殺菌燈具有很大優(yōu)勢，可以做到在人機共存環(huán)境中安全有效消殺，目前已成功應(yīng)用于畜牧養(yǎng)殖、寵物醫(yī)院等場所，未來將在更多的場景中進行應(yīng)用。
光源模組及控制模組
郭小輝老師指導(dǎo)團隊成員
核心技術(shù)均為團隊自主研發(fā)
“殺菌者——222nm遠紫外線安全消殺領(lǐng)軍者”項目研發(fā)的是一款具有人機共存特點的222nm準分子殺菌燈，基于對人體無害的波長222nm的紫外線，利用自主研發(fā)的驅(qū)動電源將常見的220伏、50赫茲的交流電轉(zhuǎn)化為4000伏的高頻高壓電流，通過對系統(tǒng)的反饋、調(diào)節(jié)與控制，驅(qū)動氣體產(chǎn)生光線，以達到殺菌的效果。
該項目核心技術(shù)主要包括團隊自主研發(fā)的驅(qū)動電源和特制石英帶通濾波片技術(shù)。“項目團隊自主研發(fā)的驅(qū)動電源可通過對系統(tǒng)的反饋、調(diào)節(jié)與控制，達到穩(wěn)定驅(qū)動氯化氪氣體產(chǎn)生殺菌光線的效果。”研發(fā)團隊指導(dǎo)老師郭小輝介紹，并且這種驅(qū)動電源的功率更加穩(wěn)定，可加快殺菌燈的啟動速度，縮短啟動時間。
另一大技術(shù)是團隊特制石英帶通濾波片技術(shù)。由于波長較長或者較短的光線會對人體皮膚和眼睛造成傷害，且在一定環(huán)境中可能會激發(fā)臭氧，危害人體健康，因此團隊通過通濾波片過濾光線，僅允許222nm的光線通過，使光線更加純凈，同時保證過濾后光線的輻照強度能夠達到消殺效果，不會因為通濾波片造成光線能量減弱。
在人機共存環(huán)境中可以安全有效消殺
科研的道路從來都不是一帆風(fēng)順的，對于“殺菌者”的研究團隊而言同樣如此。在研發(fā)過程中，團隊遇到的困難主要集中于如何對系統(tǒng)進行反饋、調(diào)節(jié)與控制。
“我們團隊主要是采用氯化氪準分子氣體對222nm光線進行激發(fā)，但常溫常壓下氯氣和氪氣的混合氣體只有在高頻高壓電壓下才能形成氯化氪氣體，進而產(chǎn)生222nm光線。那么，為了使氯化氪氣體能夠穩(wěn)定存在，就需要對系統(tǒng)進行一定的反饋、調(diào)節(jié)與控制，使其趨于穩(wěn)定。”團隊成員錢致彬介紹，因此，他們通過反饋調(diào)節(jié)算法，利用傳感技術(shù)檢測氣體的激發(fā)狀態(tài)。即使在激發(fā)不理想的情況下，也可以根據(jù)激發(fā)狀態(tài)，調(diào)節(jié)電壓的峰值與頻率，直到激發(fā)到理想狀態(tài)，這也是一個不斷檢測、不斷調(diào)節(jié)的過程。
目前，這款殺菌燈主要針對養(yǎng)殖場這一場景。當(dāng)前養(yǎng)殖場大部分使用的是化學(xué)消殺，而“殺菌者”是進行物理消殺，其最大優(yōu)勢是可做到在人機共存環(huán)境中安全有效消殺。
據(jù)錢致彬介紹，該款產(chǎn)品使用的222nm光線原理是重點破壞蛋白質(zhì)，且光線會被皮膚角質(zhì)層吸收，不會進入人體，安全性更高。此外，市面上的產(chǎn)品存在結(jié)構(gòu)單一、應(yīng)用范圍狹窄等問題。
而改款殺菌燈總控可根據(jù)不同的場景調(diào)節(jié)光線，通過驅(qū)動電源和特制通濾波片保證殺菌光線的穩(wěn)定性、純凈性，從而提高工作效率。并且方形結(jié)構(gòu)的燈管，也更便于組裝，可以應(yīng)用于不同尺寸的場景，應(yīng)用范圍更廣。
除了榮獲安徽大學(xué)2023年度“創(chuàng)業(yè)之星”，在此之前，該團隊還獲得中國國際大學(xué)生創(chuàng)新大賽(2023)國賽銅獎、第十七屆iCAN大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽國賽二等獎。
展望未來，隨著人們對安全的重視度不斷提高，無論在社會效益還是經(jīng)濟效益方面，殺菌燈都有很好的發(fā)展前景。“未來，我們將在專業(yè)核心技術(shù)上取得新的突破，從而可根據(jù)不同應(yīng)用場景，量身定制不同尺寸結(jié)構(gòu)和功率的準分子殺菌燈。”郭小輝表示，未來，該產(chǎn)品將在機場、商場、學(xué)校、酒店、醫(yī)院等公共場所具有巨大的應(yīng)用前景。
合肥通客戶端-合報全媒體記者 莊文倩 通訊員張暢、岳怡濤 圖片由受訪者提供
