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复旦科技增能抗疫,成果应用助力校园!紫外光消杀设备来啦

行业资讯 董唯 54浏览 0评论

学校门口,进校的药品放在传送带上,如同地铁安检一样经过“大箱子”中光线照射;食堂后厨,六边形的“顶灯”挂在装卸区和原材料加工区的天花板上,发出淡淡的紫色光芒……

封闭管理以来的复旦校园,师生同心抗疫,检测、消杀、学习生活、志愿服务、后勤保障,都正平稳有序地进行着。这些天, 校园迎来疫情防控新“战友”,远紫外杀菌灯、远紫外消毒塔、紫外线物表消毒机等120多台紫外光消杀设备陆续到来。

它们由复旦科技赋能,用特定波段的远紫外光作“武器”,消灭包裹上、衣物上、环境中的病毒;它们加入消杀一线,与复旦师生并肩战疫,一同编织起病毒消杀网,助力加快实现新冠疫情校园动态清零。

以光为“武器”,消杀病毒,守卫校园

卸货、消杀、静置,这些天,经过信息科学与工程学院教授、光源与照明工程系系主任张善端团队以及工程与应用技术研究院同企业、校友的联络,对外联络与发展处与企业对接捐赠、资产与实验室安全管理处协调物资进校与安置,学生工作部门、保卫处、总务处、信息办等单位具体安装与使用,带着科技武器的紫外光消杀“战士”们在校园多个岗位上各显神通。

远紫外杀菌灯是一种峰值波长为222nm且滤除了230nm以上波段的远紫外氯化氪准分子灯,在介质阻挡放电条件下由氯化氪(KrCl)准分子所发出的峰值波长222nm、半宽1.7nm左右的窄带远紫外辐射。准分子是处于激发态但不存在基态的分子。不同填充气体的准分子灯发出不同的波长,覆盖200nm到400nm的真空紫外和紫外波段。

“氯化氪准分子灯能破坏新冠病毒核糖核酸(RNA)螺旋结构,导致其失去复制能力从而达到消杀效果。”张善端先容道:“人机共存的使用条件下,需要把氯化氪准分子灯放在带反射器的灯具内;在出光口安装低通滤光片,滤除少量波长大于230nm的非远紫外光。这样既能发挥远紫外光杀灭细菌和病毒的作用,安全剂量下照射一定时间也不会对人体产生危害。”

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安装在食堂后厨的远紫外杀菌灯

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安装在邯郸校区学生生活园区的远紫外杀菌灯

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安装在枫林校区学生生活园区的远紫外杀菌灯

现在,它们已在四个校区,在学校防疫物资仓库、食堂后厨、学生生活园区以及保卫处、信息办等人员流动或物资集中处的墙壁、天花板上“工作”了近一周,消杀着物表和环境中病毒。看着被远紫外光照射着的一箱箱大豆油,总务处餐饮办主任王珏说:“相信科技的力量。”

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安装在校门口的远紫外消毒塔

形同测量身高的仪器,进门时站在它前面转一圈,仅需5秒即可消杀……消毒塔同样以波长222nm的远紫外光助力消杀。4月20日进校消毒、静置后,它们正陆续被安装在校门口、食堂门口等地,用于后勤员工、志愿者等的日常消毒,守卫“健康阵地”的大门。

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安装在国顺路校门口的紫外线物表消毒机

邯郸校区国顺路门口,还有一个像极了地铁安检的大机器在运作着,它就是紫外线物表消毒机。“这台设备对大家是很有用的,可以对进校的药品包装表面进行消杀,降低病毒传播风险,也保障药品生命通道的畅通。”保卫处处长张阳勇表示。

据先容,紫外线物表消毒机所用的紫外光源为低压汞灯,波长为254nm的短波紫外光。在所有原子辐射体中,低压汞灯具有最高的辐射效率,254nm接近灭活的峰值波长,可以实现对细菌和病毒的快速消杀。只要把物品放在传送带上,在“灯下”走一趟,就可以完成消杀。低压汞灯发出的短波紫外对人体皮肤和眼睛有危害,因此在消毒机的入口和出口有防护,以防止紫外泄露。另外4台设备也将分别前往四个校区“站岗”,把试图附着在各种物品表面“溜”进学校的病毒拒之门外。

高效紫外线物流快速消毒机也即将到达张江校区,助力进校物品表面的高效消杀。其核心紫外光源技术亦源于复旦大学光源与照明工程系。

20年深扎科研之根,开出新的应用之花

远紫外准分子消毒光源的背后,是复旦大学光源与照明工程系张善端团队长达20年的坚守与深耕——将杀菌波长由传统的低压汞灯的254nm下探到了230nm以下的远紫外波段,目前可用的是KrCl准分子灯的222nm和KrBr准分子灯的207nm,经过科学的光学和布置设计,可以实现有限制的人机共存。

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张善端教授

“远紫外准分子消毒光源的核心技术有两点:一是准分子灯,二是低通滤光片。” 复旦大学光源与照明工程系张善端团队作为国内准分子灯的技术源头,也是光源方案和紫外测量方法提供方,为我国准分子灯制造企业搭建了“发射塔”。据张善端先容,下一代远紫外光源正在研发中,将可以与照明用LED光源和灯具集成在一起,实现智能和健康的照明,在人居空间撑起远紫外保护伞,消除空气和物表的病毒传播隐患。

而复旦的准分子灯研究可以追溯到上世纪80年代,由光源与照明工程系第一任系主任徐学基教授等老一辈学人开启。“徐老师引导了多名博士生和硕士生,开展介质阻挡放电和氙准分子灯的放电机理研究,直至2000年退休。”师从光源与照明工程系第三任系主任朱绍龙教授,张善端从2002年开始研究准分子紫外光源,主要解决制灯工艺不清楚、紫外测试方法不成熟、准分子灯的辐射效率不高等问题。

20年如一日,靠的就是一群固执的科研工编辑心往一处想、劲往一处使。张善端认为,大家不仅有对科研的热爱、有希翼为社会作贡献的追求,很重要的是还依靠一股甘坐冷板凳的“傻劲”。“很庆幸大家坚持下来了,如今可以针对新冠病毒的影响提供一种人机共存的远紫外消毒光源技术。”

在远紫外杀菌灯的研发中,上海市人民政府和复旦大学共同建设的上海市重大传染病和生物安全研究院,同样给予了重要科研支撑。针对新冠病毒耐冷的性质,研究院主导完成了常温和全球第一个冷藏环境的新冠消杀实验。这意味着在4 ℃以上的温度,远紫外杀菌灯都能应对自如,在短时间灭活数以百万级的新冠病毒,消杀率超过99.99%。研究院还重点研究了辐照剂量和新冠病毒消杀效果的关系,实验产生的关键数据对日后投入使用提供了重要支撑,并对今后如何在各种场景使用222nm提出引导意见。

来源:复旦大学 中国之光网

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