1. Giới thiệu về tia cực tím

Bước sóng của tia cực tím (UV) nằm trong khoảng từ 10nm đến 400nm, và được chia thành các bước sóng khác nhau: tia cực tím gây đốm đen (UVA) trong khoảng 320 ~ 400nm; tia cực tím gây ban đỏ hoặc gây kích ứng da (UVB) trong khoảng 280 ~ 320nm; tia cực tím khử trùng (UVC) trong khoảng 200 ~ 280nm; và tia cực tím gây ozone (UVD) trong khoảng 180 ~ 200nm.

2. Đặc điểm chống tia UV:

2.1 Đặc điểm của UVA

Tia UVA có khả năng xuyên thấu mạnh, có thể xuyên qua hầu hết các loại kính và nhựa trong suốt. Hơn 98% tia UVA từ ánh sáng mặt trời có thể xuyên qua tầng ozone và các đám mây, đến được bề mặt trái đất. Tia UVA có thể tác động trực tiếp vào lớp hạ bì của da, làm tổn thương các sợi đàn hồi và sợi collagen, gây hại cho da. Tia UV có bước sóng trung tâm khoảng 365nm có thể được sử dụng trong thử nghiệm, phát hiện huỳnh quang, phân tích hóa học, nhận dạng khoáng chất, trang trí sân khấu, v.v.

2.2 Đặc tính của UVB

Tia UVB có bước sóng trung bình, và phần bước sóng ngắn của nó sẽ bị hấp thụ bởi kính trong suốt. Trong ánh sáng mặt trời, tia UVB hình thành từ mặt trời bị tầng ozone hấp thụ nhiều nhất, và chỉ có chưa đến 2% có thể đến được bề mặt trái đất. Vào mùa hè và buổi chiều, tia UVB sẽ đặc biệt mạnh. Tia UVB có tác dụng gây đỏ da đối với cơ thể người. Nó có thể thúc đẩy sự hình thành khoáng chất và vitamin D trong cơ thể, nhưng tiếp xúc lâu dài hoặc quá mức có thể làm rám nắng da. Bước sóng trung bình được sử dụng trong phát hiện protein huỳnh quang và nhiều nghiên cứu sinh học khác, v.v.

2.3 Đặc điểm của dải UVC

Tia UVC có bước sóng xuyên thấu yếu nhất, và nó không thể xuyên qua nhiều loại kính và nhựa trong suốt. Tia UVC từ ánh sáng mặt trời bị tầng ozone hấp thụ hoàn toàn. Tác hại của bức xạ tia cực tím sóng ngắn rất lớn, bức xạ trong thời gian ngắn có thể gây bỏng da, bức xạ dài hoặc cường độ cao còn có thể gây ung thư da.

3. Lĩnh vực ứng dụng của đèn LED UV

Trong các ứng dụng thị trường UVLED, UVA chiếm thị phần lớn nhất, lên tới 90%, và ứng dụng chính của nó bao gồm xử lý bằng tia UV, làm móng, răng, mực in, v.v. Ngoài ra, UVA còn được sử dụng trong nhập khẩu đèn chiếu sáng thương mại.

Tia UVB và UVC chủ yếu được sử dụng trong khử trùng, diệt khuẩn, y học, liệu pháp ánh sáng, v.v. Tia UVB được ưu tiên trong điều trị y tế, còn tia UVC được dùng để khử trùng.

3.1 Hệ thống quang trùng hợp

Các ứng dụng điển hình của UVA là xử lý bằng tia UV và in phun mực UV, với bước sóng điển hình là 395nm và 365nm. Ứng dụng của đèn LED UV trong xử lý bao gồm xử lý chất kết dính UV có trong màn hình hiển thị, thiết bị y tế điện tử, thiết bị đo lường và các ngành công nghiệp khác; xử lý lớp phủ bằng tia UV có trong vật liệu xây dựng, đồ nội thất, thiết bị gia dụng, ô tô và các ngành công nghiệp khác; xử lý mực in UV và ngành công nghiệp đóng gói.

Trong số đó, ngành công nghiệp tấm LED UV đang trở nên rất sôi động. Ưu điểm lớn nhất là khả năng cung cấp tấm vật liệu thân thiện với môi trường, không chứa formaldehyde, tiết kiệm 90% năng lượng, hiệu suất cao, chống trầy xước, mang lại lợi ích kinh tế toàn diện. Điều này có nghĩa là thị trường đèn LED UV dùng để sấy khô là một sản phẩm ứng dụng toàn diện và là một thị trường khép kín.

3.2 Lĩnh vực ứng dụng nhựa nhẹ

Nhựa đóng rắn bằng tia cực tím chủ yếu bao gồm oligomer, chất liên kết ngang, chất pha loãng, chất nhạy sáng và các chất phụ gia đặc hiệu khác. Quá trình này phụ thuộc vào phản ứng liên kết ngang và thời điểm đóng rắn.

Dưới tác động của đèn LED UV, thời gian đóng rắn của nhựa UV rất ngắn, chỉ cần chưa đến 10 giây và nhanh hơn nhiều so với đèn UV thủy ngân truyền thống.

3.3. Lĩnh vực y tế

Điều trị da: Bước sóng UVB là một ứng dụng quan trọng trong điều trị các bệnh về da, cụ thể là ứng dụng liệu pháp quang trị liệu bằng tia cực tím.

Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng tia cực tím có bước sóng khoảng 310nm có tác dụng che chắn mạnh mẽ đối với da, đẩy nhanh quá trình trao đổi chất của da, cải thiện sức sống của da, có thể hiệu quả trong điều trị bệnh bạch biến, bệnh phấn hồng, phát ban do ánh nắng mặt trời, viêm da mãn tính do ánh nắng mặt trời. Vì vậy, trong ngành chăm sóc sức khỏe, liệu pháp quang trị liệu bằng tia cực tím ngày càng được sử dụng rộng rãi hiện nay.

Thiết bị y tế: Keo UV đã giúp việc lắp ráp tự động các thiết bị y tế trở nên dễ dàng hơn.

3.4. Quá trình khử trùng

Tia UVC có bước sóng ngắn, năng lượng cao, có thể tiêu diệt vi sinh vật trong thời gian ngắn (như vi khuẩn, virus, bào tử gây bệnh), phá hủy DNA (axit deoxyribonucleic) hoặc RNA (axit ribonucleic) trong tế bào, khiến cấu trúc phân tử của tế bào không thể tái tạo, vi khuẩn và virus mất khả năng tự nhân bản. Do đó, tia UVC được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm như khử trùng nước và không khí.

Một số sản phẩm ứng dụng tia cực tím sâu (UV) trên thị trường hiện nay bao gồm máy tiệt trùng cầm tay LED UV sâu, bàn chải đánh răng tiệt trùng bằng tia cực tím sâu LED, máy tiệt trùng làm sạch thấu kính bằng tia cực tím LED, khử trùng không khí, làm sạch nước, khử trùng thực phẩm và khử trùng bề mặt. Với sự nâng cao nhận thức về an toàn và sức khỏe của người dân, nhu cầu về các sản phẩm này sẽ tăng lên đáng kể, tạo ra một thị trường đại chúng.

3.5. Lĩnh vực quân sự

Bước sóng UVC thuộc nhóm bước sóng cực tím không gây nhiễu, do đó nó có ứng dụng quan trọng trong quân sự, chẳng hạn như gây nhiễu tầm ngắn, thông tin liên lạc bí mật, v.v.

3.6. Nhà máy sản xuất thực vật

Việc canh tác không đất trong không gian kín dễ gây tích tụ chất độc hại, trong khi đó, các chất tiết ra từ rễ và sản phẩm phân hủy của vỏ trấu trong dung dịch dinh dưỡng khi canh tác trên giá thể có thể bị phân hủy bởi chất xúc tác quang TiO2. Tia nắng mặt trời chỉ chứa 3% tia cực tím, và các thiết bị che phủ như kính có thể lọc hơn 60% tia cực tím, do đó có thể áp dụng phương pháp này trong không gian kín.

Các giống rau trái mùa có nhiệt độ thấp vào mùa đông có năng suất thấp và độ ổn định kém, không đáp ứng được nhu cầu sản xuất của các nhà máy chế biến rau.

3.7. Trường nhận dạng đá quý

Trong các loại đá quý khác nhau, ngay cả những loại đá quý cùng loại cũng có màu sắc khác nhau và cơ chế tạo màu cũng khác nhau, dẫn đến phổ hấp thụ tia cực tím-ánh sáng nhìn thấy khác nhau. Chúng ta có thể sử dụng đèn LED tia cực tím để nhận dạng đá quý và phân biệt một số loại đá quý tự nhiên và đá quý tổng hợp, cũng như phân biệt một số loại đá tự nhiên và đá quý nhân tạo đã qua xử lý.

3.8. Nhận dạng tiền giấy

Công nghệ nhận diện bằng tia cực tím chủ yếu kiểm tra dấu chống giả huỳnh quang và phản ứng ánh sáng yếu của tiền giấy bằng cách sử dụng cảm biến huỳnh quang hoặc tia cực tím. Nó có thể nhận diện hầu hết các loại tiền giả (như tiền giấy đã được giặt, tẩy trắng và dán). Công nghệ này được phát triển từ rất sớm và rất phổ biến.