UV 紫外线(ultraviolet rays)应用领域

作者: 顺光电子
发布于: 2023-09-08 10:36
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  1. 固化领域:如显示屏、电子医疗、仪表等行业的 UV 胶黏剂固化;建材、家具、家电、汽车等行业的 UV 涂料固化;印刷、包装等行业的 UV 油墨固化;微电子行业的元件装配 UV 固化等。其中,紫外 LED 饰面板可制作出零甲醛的环保板材,且节能高、产量大、耐刮擦、综合效益高。
  2. 皮肤病治疗:波长在 310 纳米左右的 UVB 紫外线对皮肤有强烈的黑斑效应,能够加速皮肤的新陈代谢,提高皮肤的生长力,可有效治疗多种光照性皮肤病,如白癜风、玫瑰糠疹、多形性晒伤、慢性光化性皮炎、光化性痒疹等。UVB 波段也可应用于健康保健领域,如调节高级神经功能、改善睡眠、降低血压等。此外,研究表明 UVB 波段能加速某些叶类蔬菜产生多酚类物质,这些物质具有抗癌、抗癌扩散和抗癌突变等性质。
  3. 杀菌消毒:UVC 波段的紫外线波长短、能量高,可以在短时间内破坏微生物机体(如细菌、病毒、芽孢等病原体)细胞中的 DNA(脱氧核糖核酸)或 RNA(核糖核酸)的分子结构,使细胞无法再生,细菌病毒丧失自我复制的能力,从而广泛应用于水、空气等的杀菌消毒,例如消毒柜、微波炉等。UVC 紫外线还被应用于微生物消杀、生化分析等领域,在消杀领域拥有高效的广谱效果,能快速地对水、空气和物体表面进行杀菌消毒。实验数据显示,仅以每平方厘米 30 毫瓦的 UVC 紫外辐照强度,一秒钟就能完成对绝大部分细菌近 100% 的杀灭,所以在医疗卫生领域应用广泛。
  4. 军事领域:UVC 波段属于日盲紫外波段,可用于短距离紫外保密通讯、紫外干扰、紫外警告技术等。其中紫外通信具有低窃听率、高抗干扰、低识别率、全天候工作等优点,受到对通信保密性和移动性要求较高的部门的重视。
  5. 植物工厂:封闭式无土栽培中易造成自毒物质累积,而 TiO2 光催化可降解基质栽培营养液中的根分泌物和稻壳降解产物,但太阳光中的紫外光有限,设施覆盖材料也会过滤掉大部分紫外光,因此迫切需要开发适合设施园艺无土栽培,特别是植物工厂的人造光二氧化钛光催化系统。
  6. 油烟净化:特制的含 185nm+254nm 的紫外线灯管在紫外线光解氧化油烟净化系统中起到核心作用,可分解厨房空气中油脂和异味,且无二次污染、降低火灾隐患、体积小、重量轻、维护成本低。
  7. 废气处理:用 UVLED 作为光催化光源的光催化氧化处理 VOCs(挥发性有机物)的方式具有体积小、催化活性高、化学性质稳定、成本低、无毒等优点,应用前景广泛。纺织工业中,VOCs 排放总量占比较大,而 VOCs 是雾霾生成的前体物质之一,也是形成 PM2.5 的重要成分。
  8. 宝石鉴定:不同种类、颜色或致色机理的宝石其紫外可见吸收光谱不同,一些经优化处理的宝石与天然宝石虽然颜色相同,但吸收光谱有差异。UVLED 可以帮助鉴定宝石,区分某些天然宝石与合成宝石,以及通过紫外光照区分某些天然宝石与人工处理宝石。
  9. 纸钞识别:紫外线识别技术利用荧光或紫外线传感器检测纸币的荧光印记防伪标志及纸币的哑光反应,能够识别大部分假币(如洗涤、漂白、粘贴等纸币)。此技术发展最早且成熟,应用普遍,不仅用于 ATM 机的存款识别,还广泛应用于点钞机、验钞机等金融机具,通过全方位的反射、透射检测,根据纸币与其它纸张对紫外线的不同吸收率和反射率鉴别真伪,对有荧光印记的纸币还能进行定量鉴别。
  10. 光刻设备:EUV 光刻机采用的是 EUV(极紫外线),其波长极短、分辨率高,可用于光刻机生产极短制程的 CPU 和各种电子芯片,紫外光刻是电子工业的重要生产技术之一。
  11. 进口曝光:在半导体的制造过程中,紫外线光刻技术广泛应用于微电子器件的制造,UV 镜头作为光刻机中的核心部件,能够将图案投影到半导体材料上,实现精细曝光。
  12. 仪器分析:在矿石、药物、食品分析等领域,可利用紫外线进行分析检测。
  13. 材料表征:用于鉴定和表征塑料、涂料、纺织品、药物等材料。
  14. 生物科学:可用于研究蛋白质、核酸、酶和其他生物分子的结构和功能。
  15. 医药领域:除了皮肤病治疗外,还可用于药物发现、开发和监控等。
  16. 环境监测:分析污染物和环境样品中的痕量水平。
  17. 工业领域:在表面清洗处理中,随着大功率超高功率低气压 UV 放电管的发展,以及微电子等产品的超微细化,高频短波紫外线及其产生的臭氧对产品表面进行超精密清洗或改善其表面接着性、附着性的干式光表面处理技术得到了广泛应用。在需要提高成品率的半导体器件、液晶表示元件、光学制品等制造中,紫外线 UV 和臭氧并用的干式光表面处理技术已成为不可缺少的技术手段。它可逐渐取代湿式的传统技术,作为氟利昂的替代技术。
  18. 光树脂硬化:紫外光固化树脂主要由低聚物、交联剂、稀释剂、光敏剂及其它特定助剂组成,用紫外光照射后可发生交联反应而瞬间固化。通过调配各成分,可制得满足不同要求和用途的产品,目前主要用于木地板涂层、塑料涂层、光敏油墨、电子产品涂层、印刷上光、金属零部件涂层、光纤涂层、光刻胶及精密零部件的涂层等。
     此外,在一些特定的产品中也会添加紫外线吸收剂,如紫外线吸收剂 UV-234 可应用于塑料制品、涂料和油墨、纤维和纺织品、包装材料等,以提高它们的耐紫外线性能,防止老化、褪色和性能下降,保护产品质量和安全性。

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