Le lampade germicide ultraviolette sono estremamente efficaci nell'eliminare virus e batteri: per questo la luce far-UVC viene abitualmente utilizzata in sempre più ospedali per sterilizzare superfici e strumenti medici.
Il nucleo di queste lampade è la luce LED, cosa che le rende ottime anche dal punto di vista del risparmio energetico. C'è solo un "piccolissimo" problema: questi LED usano la luce ultravioletta in un intervallo che danneggia il DNA umano. In sintesi: non possono essere utilizzati in presenza di persone.
Questa circostanza ha dato il via ad una folle corsa in tutto il mondo, alla ricerca di LED che emettano luce buona sia per la disinfezione che per gli esseri umani. Con alterne fortune.
Una questione di sostanza
Le attuali lampade LED far-UVC sono spesso realizzate con alluminio, gallio e azoto. I primi tentativi di migliorarle sono passati attraverso l'incremento della quantità di alluminio. Con risultati deludenti: luci più sicure, ma anche (molto) meno efficaci.
Per aggirare il problema, Masafumi Jo, Yuri Itokazu e Hideki Hirayama, tutti del RIKEN Quantum Optodevice Laboratory in Giappone, hanno creato un LED dal design più complesso.
Come è fatto il LED far-UVC germicida ma sicuro
I ricercatori del RIKEN Laboratory hanno unito insieme più strati conteneti proporzioni variabili di alluminio: in alcuni di questi strati hanno anche aggiunto piccole quantità di silicio o magnesio.
In poche parole: hanno creato un vero e proprio labirinto per gli elettroni, ostacolando il loro movimento e intrappolandoli più a lungo in determinate aree.
Risultato? Maggiore quantità di luce emessa dal dispositivo, e minore quantità assorbita dalle persone.
Una lavoro infinitamente accurato
Per mettere a punto il miglior design di questa lampada, il team ha utilizzato simulazioni al computer con modelli di previsione per ogni sorta di effetto.
Il numero di simulazioni è stato enorme. "La sfida maggiore," afferma Masafumi Jo, "è stata quella di controllare con estrema precisione lo spessore di ogni strato". Una sfida che sembra vinta: hanno creato un far-LED con una potenza di uscita quasi dieci volte superiore al suo predecessore (di cui abbiamo parlato qui).
Una luce (LED) sul futuro
"Confidiamo che i nostri risultati e le nostre tecnologie saranno molto utili per salvaguardare la società da questa e future pandemie", afferma Jo. Lo spero bene: il Covid ha portato una consapevolezza senza precedenti di quanto sia importante distruggere virus e microbi sulle superfici.
Ma i ricercatori non si fermano. Nel loro studio pubblicato su Applied Physics Letters (ve lo linko qui) osservano che ci sono ancora enormi margini di miglioramento.
A quanto pare la luce in fondo al tunnel c'è, e sanifica.
