Un modo nuovo ed ecologico per convertire la luce blu in alta

Di Kyushu University16 febbraio 2023

Gli UVB hanno molti usi oggi ma richiedono fonti inefficienti e tossiche per essere prodotti. Uno sforzo di collaborazione che ha coinvolto l’Università di Kyushu e l’Università Johannes Gutenberg di Magonza ha sviluppato un sistema in cui la luce LED blu viene convertita in luce UVB. Inoltre, il sistema utilizza solo materiali organici, aprendo la porta a un metodo più sostenibile ed ecologico per generare luce UVB. Credito: Università di Kyushu

Un team internazionale proveniente da Giappone e Germania ha creato un sistema che trasforma la luce LED blu in luce ultravioletta B (UVB) ad alta energia.

Il nuovo sistema, che non si basa su materiali tossici e inefficienti tradizionalmente utilizzati per la produzione UVB, offre una soluzione più sostenibile e rispettosa dell’ambiente per le applicazioni UVB. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Angewandte Chemie.

È difficile evitare di parlare di luce ultravioletta, soprattutto durante il periodo estivo. Questi raggi ad alta energia prodotti dal sole sono al di fuori dello spettro della luce visibile e sono noti responsabili dell’abbronzatura e delle scottature solari. La luce UV è suddivisa in tre tipi a seconda della sua lunghezza d'onda: A, B e C. UVA contiene la luce UV a onde lunghe che raggiunge la superficie della Terra, mentre UVB e UVC a onde più corte vengono assorbite principalmente dallo strato di ozono.

Nonetheless, scientists have found that artificially produced UVB and UVC are useful in applications such as disinfection. UVB specifically has been applied in processes including photochemical reactions, detoxification of pollutants, and wastewater treatment. It is even used in the medical field in treatments for skin disorders such as eczemaEczema, also known as atopic dermatitis, is a chronic or recurrent inflammatory skin disease. Symptoms include itchy skin; dry cracked or scaly skin, and red or brownish patches of skin." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">eczema e vitiligine.

Tuttavia, la generazione di UVB richiede attualmente fonti come le lampade al mercurio, che sono inefficienti e tossiche se smaltite in modo improprio.

One way around this is to generate UVB by ‘upconverting’ the light produced by LEDs. Upconversion is a method in which a material absorbs two photons of light of lower energy and combines their energy to emit one photonA photon is a particle of light. It is the basic unit of light and other electromagnetic radiation, and is responsible for the electromagnetic force, one of the four fundamental forces of nature. Photons have no mass, but they do have energy and momentum. They travel at the speed of light in a vacuum, and can have different wavelengths, which correspond to different colors of light. Photons can also have different energies, which correspond to different frequencies of light." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> fotone di luce ad alta energia. Il metodo avviene solitamente utilizzando una serie di materiali organici.

Nel corso degli anni, due gruppi di ricerca in Giappone e Germania, guidati rispettivamente da Nobuhiro Yanai della Graduate School of Engineering dell'Università di Kyushu e Christoph Kerzig dell'Università Johannes Gutenberg di Magonza, hanno lavorato alla valutazione di vari composti per convertire la luce blu dei LED in raggi UV. leggero.

“La lunghezza d'onda della luce LED blu è la più vicina, nello spettro della luce visibile, alla luce UV. Siamo riusciti a convertire la luce LED blu con lunghezza d'onda più lunga in UVA con lunghezza d'onda più corta. Quindi, il nostro passo successivo è stato trovare composti in grado di convertire la luce LED blu in UVB”, spiega Yanai. “Con i nostri collaboratori a Magonza, abbiamo costruito molecole candidate e iniziato a esaminarne le caratteristiche”.

La collaborazione è stata a dir poco un profondo successo. Non solo sono stati in grado di sviluppare molecole che convertono la luce LED blu in UVB, ma sono stati anche in grado di evitare l’uso dei metalli pesanti tradizionalmente utilizzati in tali processi.