别再用美甲UV 灯消毒口罩！破除紫外光UV LED 应用两大迷思

UVLED风向 · 2020-03-13

疫情持续扩散未见趋缓，无论是口罩或各种有助消毒除菌的防疫类用品仍供不应求，其他像是紫外线（Ultraviolet，UV）LED 相关产品包括除菌棒、消毒灯等询问度也大增。不过，能够有效灭菌消毒的UV LED 应用需要一定条件，晶光电董事长暨总经理魏志宏博士指出，其关键就在于正确的波长与剂量。

迷思一：所有UV LED 产品都能杀菌消毒？

UV LED 紫外线产品在疫情延烧下需求增温，却也有民众误以为只要是UV 产品都具有消毒灭菌功效，甚至出现以美甲UV 灯消毒口罩的例子，事实上该产品的UV 波长根本无法消毒杀菌。由于不同波段的UV 各具不同效用，若要有效除菌消毒，首先必须选择正确的UV 波长，这就得先从UV 紫外光辐射分类开始讲起。

根据ISO-DIS-21348 分类说明，UV 波长范围在400 nm 以下，主要可分为长波长紫外线UVA、中波长UVB 及短波长UVC。UVA 波长介于315 nm 至400 nm，主要应用于UV 固化、油墨印刷、PCB 曝光、美甲、纸钞识别等工业与消费领域；UVB 波长介于280 nm 至315 nm，多用于紫外光疗、医疗保健方面。

▲ 美甲UV 灯为UVA 波长，无法为口罩消毒灭菌（Source: Shutterstock）

至于实际具有消毒灭菌效用的紫外光则是UVC，波段为200 nm 至280 nm，属波长最短且能量最强的紫外光，经由短时间照射可破坏细菌、病毒、霉菌、芽孢菌等微生物细胞内的DNA或RNA 结构，使细胞无法繁殖再生而死亡，达到消毒杀菌的功效，也因此被广泛应用在表面、水、空气净化及杀菌消毒等方面。

过去杀菌技术多采用UV 水银汞灯，但体积较大、能耗高又容易造成污染，后来在技术演进下逐渐由UV LED 取代，不仅体积小效能高，在产品设计上更弹性多元，而且能耗低、寿命长，也无化学残留，更安全也更环保。

迷思二：UVC LED 产品能百分之百秒杀细菌？

虽然符合波长的UVC LED 对表面、空气和水能发挥消毒杀菌与净化作用，但要快速灭菌达到「秒杀」程度，重点在于「剂量」（Dose）是否足够。

魏志宏表示，「剂量（mJ/cm 2）＝ UVC辐射强度（mW/cm 2）x时间（Sec）」，辐射强度愈高，杀菌时间就会相对愈短，因此若要达到秒杀程度，UVC LED光强度就必须提升，针对不同细菌或病毒等微生物的UV致死剂量也各有不同。他提到过去SARS病毒的例子，以光强90 μW/cm 2（相当于0.09 mW/cm 2）照射30分钟即1,800秒就能将病毒成功消灭；如果将时间缩短到1.8秒的秒杀程度，要达到相同剂量就必须将强度提高到90,000 μW/cm 2（即90 mW/cm 2）。

尽管目前有些研究数据指出，UVC LED 某程度能使新型冠状病毒存活率下降，但测试条件和剂量并不透明，仍需待进一步研究才可能证实。可以确定的是，UVC LED 产品对一般消毒除菌确实有效，例如用于表面灭菌的杀菌棒、杀菌盒；空气净化机、流动或静止水杀菌等，只是不同产品的光强、所需照射时间、除菌消毒效能，还是得视各自的设计而定。

▲ 具杀菌功能的UVC LED 水瓶（Source：《科技新报》摄）

▲ 瓶盖内所置入的UVC LED（Source：《科技新报》摄）

▲ 进行杀菌时可从瓶盖上方看到剩余秒数（Source：《科技新报》摄）

▲ 可携式UVC LED 空气杀菌净化机，可在车内于无人状态下使用（Source：《科技新报》摄）

除了剂量是重点，还要搭配无死角照射的光学设计才能提高除菌力。魏志宏以自家开发的流动水杀菌模组为例，说明该模组采用单一颗20 mW UVC LED 晶片，水流量每分钟3 公升，除菌率可达99.99 ％，关键就在模组里面的光学设计。运用无死角的光学设计，能均匀照射所有流进的水量，从而达到接近百分之百的杀菌效果，而且UV LED 光强也不必过高以免造成过热。也就是说，即便UV LED 功率再高，若光学设计有瑕疵出现死角，也无法让流进来的水全部受光，杀菌力也会打折，足见其重要性。