La pandemia de COVID-19 ha puesto de manifiesto la importancia de las tecnologías de desinfección basadas en la luz ultravioleta (UV) para erradicar patógenos causantes de enfermedades. Aunque se sabía desde hace tiempo que la luz UV puede eliminar estos microorganismos, las lámparas excimer y los LED que emiten directamente en longitudes de onda UV profundas (210-230 nm)suelen tener una eficiencia reducida o una vida útil limitada. Además, es crucial destacar que la exposición a la luz UV incorrecta puede ser perjudicial para las células humanas.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Osaka ha presentado un novedoso dispositivo óptico fabricado con nitruro de aluminio que puede generar luz UV profunda de una manera completamente diferente a los métodos anteriores. Este avance se basa en un proceso llamado «generación de segundo armónico», que se apoya en la relación entre la frecuencia de un fotón o partícula de luz y su energía.
El mecanismo detrás de esta tecnología se basa en el fenómeno conocido como «generación de segundo armónico». Tradicionalmente, la mayoría de los materiales son lineales en cuanto a su respuesta a la luz, lo que significa que los fotones no pueden interactuar entre sí. Sin embargo, hay ciertos materiales ‘no lineales’, como el nitruro de aluminio, donde es posible combinar dos fotones en uno solo con el doble de energía, duplicando así su frecuencia. Al emplear un canal estrecho hecho de nitruro de aluminio, conocido como guía de ondas, es posible combinar dos fotones visibles en un solo fotón UV profundo.
Este enfoque, que integra técnicas del procesamiento de semiconductores, ofrece un control preciso sobre la orientación del cristal de nitruro de aluminio. «Antes, conseguir esta precisión era complicado», comenta Hiroto Honda, el autor principal del estudio.
Una característica destacada de esta tecnología es su capacidad para generar luz UV dentro de un rango específico. Este rango es lo suficientemente potente como para eliminar gérmenes, pero no tan intenso como para ser perjudicial para los humanos. Representa, por lo tanto, una solución ideal para la desinfección en ambientes donde la seguridad humana es primordial.
El Dr. Ryuji Katayama, autor senior del estudio, enfatiza la potencial aplicación práctica de este descubrimiento: «Los resultados demuestran que es posible crear herramientas de desinfección UV profunda que sean compactas y eficientes, sin comprometer la seguridad humana».
Este avance podría revolucionar las herramientas de desinfección, proporcionando soluciones más eficientes y seguras. A medida que el equipo trabaja en refinar este método, el objetivo es producir dispositivos comerciales que no solo sean efectivos, sino que también consuman menos energía que las alternativas actuales.
El potencial de esta tecnología podría ser especialmente relevante en el contexto actual, donde la demanda de soluciones eficaces de desinfección ha crecido exponencialmente debido a la pandemia de COVID-19.
Puede acceder al paper de la investigación a través del siguiente enlace:
https://iopscience.iop.org/article/10.35848/1882-0786/acda79
Imagen de portada: Freepik
