《科学》

UV-C 的工作原理

紫外光谱

紫外线(UV)是一种电磁辐射,其波长短于可见光,范围从大约 100 纳米到 400 纳米不等。它位于可见光谱的紫色末端之外,因此被命名为 “紫外线”。 紫外线 根据波长和能量分为三种主要类型:UV-A、UV-B 和 UV-C。虽然紫外线是人眼看不见的,但它会造成晒伤等影响,并用于消毒和检测物质。
This is a graphic that showcases the electromagnetic spectrum which encompasses all forms of electromagnetic radiation, ordered by frequency and wavelength.

UV-A(315—400 纳米)

光谱中最长的波长,因此是最低的能量。UV-A 可到达更深的皮肤层,有助于长期光老化。

UV-B(280—315nm)

能量略高于 UV-A。它在某些生物过程中起作用,例如维生素D和黑色素的产生,破坏皮肤上层的细胞。

UV-C(100—280nm)

UV-C 拥有紫外光谱中最高的能量,在灭活微生物方面最有效。它直接破坏核酸,停止复制。

UV-C 光是一种紫外线辐射,它通过分解微生物的 DNA 和 RNA 来灭活微生物,防止复制。

电磁辐射按波长分类,较短的波长携带更高的能量。在紫外线波长中,UV-C的能量最高,使其成为杀菌应用中最有效的紫外线波长。

UV-C 光可传输 100—280nm 范围内的高能光子,这是紫外光谱中最具杀菌性的波段。这些光子被的 DNA 或 RNA 吸收 微生物,通过形成嘧啶二聚体造成结构损伤。这会破坏病原体的遗传密码,防止复制。
DNA damage caused by UV-C.

虽然太阳自然产生 UV-C,但地球的臭氧层会将其完全吸收,使其无法到达地表。但是,当在254nm下人工生成时,UV-C成为强大的消毒工具。

This is a graphic that illustrates how UV light penetrates the Earth. Take note how UV-C is absorbed by Earth's ozone layer, while UV-A and UV-B surpass Earth's atmosphere.

UV-C 消毒并不能取代手动清洁和消毒,它可以增强手动清洁和消毒。

即使制定了强有力的协议,一些微生物自然也更具弹性,即使进行常规清洁和消毒也能持续存在。这就是诸如UV-C之类的辅助技术存在的原因:通过帮助填补空白来补充这些努力。

但是,要想有效利用 UV-C...

距离和定位很重要。

像所有形式的光一样,UV-C 遵循 反平方定律,这意味着随着距离的增加,其强度呈指数级降低。将目标与 UV-C 源之间的距离加倍会将其强度降低到仅为其原始功率的四分之一,而不是某些人想象的二分之一。

结果,这将需要 长了四倍 从 2 英尺远的距离对表面进行消毒,而不是从 1 英尺远的地方消毒。

Easy to understand graphic that illustrates how the inverse square law works in relation to Ultraviolet light.
该模拟在实践中显示了上述概念。随着 A1 在空间中移动,它离表面越近,该表面达到 100 mJ/cm² 的目标剂量的速度就越快。距离仅几英尺的表面积聚紫外线的速度要慢得多,这仅仅是因为它们的强度较低。

即使距离的微小差异也可以显著延长达到目标剂量所需的时间。

这意味着 UV-C 灯必须放置在靠近目标表面的地方,以最大限度地提高效率,但现实环境存在挑战。此外,空间中的物体会投射阴影,阻挡 UV-C 光线到达特定区域,使某些表面消毒不足。

这就是我们的智能机器人的用武之地。

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Graphic showcasing the issues of shadowing. Being autonomous enables the disinfection robot to overcome shadowing.
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