事例紹介

人類は生命の誕生以来、常に様々な感染症や細菌と共存してきました。重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2型(SARS-CoV-2)ウイルスの蔓延は、人類だけでなく世界経済や人々のライフスタイルにも大きな影を落としています。そのため、あらゆる感染症の制御は、将来の人類社会に向けて全世界共通の課題となっています。

無害なFar-UVC LED技術を使ってウイルスや細菌を不活性化することは、もの、水、空気をより良いものにするため必要に不可欠です。ファームロイドのUV技術は、医学や農学をはじめ、幅広い分野で活用することが可能です。

我々の技術:アルミニウムガリウム窒化物(AlGaN)半導体は、深紫外LEDの製造に最も有望な技術のひとつです。2020年の水俣協定[link]と国連の17の持続可能な開発目標(17のSDGs)[link]の要件を満たしており、水俣協定とSDGsはどちらも、気候変動を緩和することを目的として、水銀ランプの使用を排除し、関連するCO2排出の問題も減らすように努めています。

初期の研究では、癌免疫療法、尋常性治療、および濃縮植物化学物質による植物の成長に、310 nmの狭帯域(NB)のUVB光を使用することが示されています。同様に、294 nmバンドのUVB光は、植物の病気の予防や人体でのビタミンD3の生成に使用されます。安全でスマートなFar-UVC光源は、空気、水、および表面の消毒手段として非常に重要であり、新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)および他の同様のウイルスとの密接な接触による感染のリスクを軽減します。 [M. Ajmal Khan, DOI: https://doi.org/10.1021/acsaelm.0c00172]

表面、空気、水、および食品の消毒のためのUV殺菌の重要性は、人々が水銀(Hg)UVランプを使用していた当時すでによく知られていました。水俣病の後、UV発光素子の研究家は、水銀の使用に関する水俣協定2020を尊重するために、コンパクトで高光度、ソリッドステート、水銀なしUV光源の潜在的な利点をすぐに認識しました。 最近、COVID-19がUVC LED / Far-UVC技術市場を変えたことがわかりました。特に、UV殺菌/精製用の市場は、2017年に予想されていたよりもはるかに急速に出現しました。UVC LED市場は、2025年に3億800万ドルから25億ドルに成長すると予想されています。[“UV LEDs – Market and Technology Trends” 2020 Report from Yole Développement] そのため、最近、222nm帯のFar-UVC発光素子に関する実験研究が数多く行われ、222nmで発光するFar-UVCは、人の皮膚と目に損傷を与えることなくウイルスを抑制するのにより有利で効果的であることが証明されました。 Nozomi Yamano[N. Yamano, DOI: https://doi.org/10.1111/php.13269] 高い消毒を備えた222nmの発光を繰り返し照射する動物での世界記録の実験を実証しました。このような222nmの繰り返し照射は、皮膚がんや炎症を引き起こさないことがわかり、人の皮膚や眼への安全な使用にも示唆されました。 実験中に、UVB(波長280〜315 nm)を照射された全てのネズミが皮膚がんを発症し、多くのネズミが角膜損傷および白内障の有害反応を示したことが発見されました。UVBは、310 nm発光の狭帯域を除いて、皮膚がんと皮膚のやけどを引き起こす自然光の範囲内の波長範囲です[M. Ajmal Khan, DOI: https://doi.org/10.1021/acsaelm.0c00172]。一方、島根大学眼科(谷戸正樹教授)の協力を得て行った分析では、222 nmの殺菌灯照射で、マウスの皮膚がんや顕微鏡レベルでの異常の発症は認められませんでした[N. Yamano, DOI: https://doi.org/10.1111/php.13269]。これらの結果は、222 nmの殺菌灯を人体に直接照射することは安全であり、医療分野での幅広い抗菌およびウイルス不活化用が生活の質を向上させることを可能にすると示唆しています。しかし, Nozomi Yamano [N. Yamano, DOI: https://doi.org/10.1111/php.13269]発光を200〜230 nmの波長のUVに制限するクリプトンクロリド(Kr-Cl)エキシマランプと光機フィルターに使用され、最大出力のピーク波長は222 nmでFWHMは2nmです。[Far UV-C Radiation: Current State-of Knowledge]. エキシマーUVCランプは本質的に狭帯域ではないため、222 nmで単一ピークスペクトルを実現するには、追加のフィルター(光機バンドパス)が必要です。このようなKr-ClエキシマランプのUV-C光源は、環境に優しいAlGaN UV-C光源と比較した場合、高価なものになると予想されます。狭帯域 AlN / AlGaN / GaNの222nm光源のFar-UVC LEDは、Hg、Pb、Asなどの有毒物質を含まず、医療分野だけでなく農業分野における幅広い抗菌およびウイルス不活化用が期待されています[[S. Malik, DOI: https://doi.org/10.1039/D1TC03774A]。また、222nm光源の狭帯域 AlN / AlGaN / GaNのFar-UVC LEDは、17の持続可能な開発目標(17 SDGs)とWHOガイドラインで生活の質を改善する他の多くの機会を生み出すことができます。[S. Malik, DOI https://doi.org/10.1039/D1TC03774A].

幅広い応用