Notícia

Combater a propagação do novo coronavírus com dispositivo portátil de luz ultravioleta pode ser viável

Fonte

Universidade Estadual da Pensilvânia

Data

sábado, 6 junho 2020 11:00

Áreas

Doenças Infecciosas. Saúde Pública.

Um dispositivo portátil que emite luz ultravioleta de alta intensidade pode ser viável para desinfetar áreas eliminando o novo coronavírus, de acordo com pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia (Penn State) e da Universidade de Minnesota, nos Estados Unidos, e da Universidade de Tóquio e da Universidade de Tohoku, no Japão.

Existem dois métodos comumente empregados para higienizar e desinfetar áreas de bactérias e vírus – produtos químicos ou exposição à radiação ultravioleta (UV). A radiação UV está na faixa de 200 a 300 nanômetros e é conhecida por destruir o vírus, tornando-o incapaz de se reproduzir e infectar. A adoção generalizada dessa abordagem eficiente de UV é muito procurada durante a atual pandemia, mas requer fontes de radiação UV que emitem doses suficientemente altas de luz UV. Embora existam atualmente dispositivos com essas doses altas, a fonte de radiação UV é normalmente uma lâmpada de descarga de gás contendo mercúrio, que requer alta potência, tem uma vida útil relativamente curta e é volumosa.

A solução é desenvolver diodos emissores de luz UV de alto desempenho, que seriam muito mais portáteis, duradouros, eficientes em termos energéticos e ambientalmente seguros. Embora esses LEDs existam, aplicar uma corrente a eles para emissão de luz é complicado pelo fato de o material do eletrodo também precisar ser transparente à luz UV.

“Você precisa garantir uma dose suficiente de luz UV para matar todos os vírus”, disse o Dr. Roman Engel-Herbert, professor associado de ciência dos materiais, física e química da Penn State. “Isso significa que você precisa de um LED UV de alto desempenho que emita uma alta intensidade de luz UV, que atualmente é limitada pelo material do eletrodo transparente que está sendo usado.”

Embora encontrar um material de eletrodo transparente operando no espectro visível para displays, smartphones e iluminação LED seja um problema antigo, o desafio é ainda mais difícil para a luz ultravioleta.

“Atualmente, não há uma boa solução [disponível] para um eletrodo transparente aos raios UV”, disse Joseph Roth, doutorando em Ciência e Engenharia de Materiais na Penn State. “No momento, a solução atual comumente empregada para aplicação de luz visível é usada, apesar de ser muito absorvente na faixa de UV. Simplesmente, não existe uma boa escolha de material para ser um condutor transparente [de luz] UV que tenha sido identificado. ”

Encontrar um novo material com a composição certa é essencial para melhorar o desempenho do LED UV. A equipe da Penn State, em colaboração com teóricos de materiais da Universidade de Minnesota, reconheceu desde o início que a solução para o problema pode ser encontrada em uma nova classe de condutores transparentes recentemente descoberta. Quando as previsões teóricas apontaram para o material niobato de estrôncio, os pesquisadores procuraram seus colaboradores japoneses para obter filmes de niobato de estrôncio e imediatamente testaram seu desempenho como condutores transparentes UV. Enquanto esses filmes mantinham a promessa das previsões teóricas, os pesquisadores precisavam de um método de deposição para integrar esses filmes de maneira escalável.

“Tentamos desenvolver esses filmes imediatamente usando a técnica de crescimento de filmes padrão amplamente adotada na indústria, chamada sputtering. E tivemos sucesso.”, disse Joseph Roth. Este é um passo crítico para o desenvolvimento da tecnologia, que permite integrar este novo material em LEDs UV com baixo custo e alta quantidade. Os pesquisadores acreditam que isso seja necessário durante esta crise.

“Embora nossa primeira motivação no desenvolvimento de condutores UV transparentes tenha sido a construção de uma solução econômica para a desinfecção da água, agora percebemos que essa descoberta oferece potencialmente uma solução para combater a COVID-19. Outras áreas de aplicação para desinfecção de vírus são áreas densamente e frequentemente povoadas, como teatros, arenas esportivas e veículos de transporte público, como ônibus, metrôs e aviões”, concluiu  Joseph Roth.

As descobertas foram publicadas no último dia 1 de junho na revista científica Physics Communications.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Penn State (em inglês).

Fonte: Walt Mills, Universidade Estadual da Pensilvânia. Imagem: Reprodução.

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