En un desarrollo innovador, un equipo de físicos Laboratorio de optodispositivos cuánticos RIKENha diseñado un LED (diodo emisor de luz) altamente eficiente capaz de exterminar microbios y virus sin dejar de ser seguro para la exposición humana.
Esta innovación es inmensamente prometedora en la lucha contra las pandemias y ofrece una solución potencial para desinfectar habitaciones llenas de personas.
Las lámparas germicidas ultravioleta han sido elogiadas durante mucho tiempo por su capacidad excepcional para eliminar bacterias y virus, y se utilizan comúnmente en hospitales para esterilizar superficies e instrumentos médicos.
Sin embargo, estas lámparas suelen utilizar luz ultravioleta que puede ser perjudicial para el ADN humano, lo que las hace inadecuadas para su uso en presencia de personas. La búsqueda para desarrollar LED que emitan una banda estrecha de luz ultravioleta lejana, efectiva para la desinfección y segura para la exposición humana, ya está en marcha.
Las lámparas LED germicidas tradicionales, que funcionan en espacios desprovistos de humanos, suelen estar hechas de materiales como aluminio, galio y nitrógeno. El aumento del contenido de aluminio en estos LED les ha permitido funcionar dentro de una región de longitud de onda que no representa ningún riesgo para los humanos.
Sin embargo, esta mejora normalmente se produjo a costa de una reducción de la producción de energía.
Para superar esta limitación, Masafumi Jo, Yuri Itokazu y Hideki Hirayama, todos afiliados al Laboratorio de Optodispositivos Cuánticos RIKEN, idearon un diseño LED más complejo. Apilaron varias capas, cada una de las cuales contenía proporciones variables de aluminio, e introdujeron pequeñas cantidades de silicio o magnesio en algunas capas.
Esta compleja disposición creó una «carrera de obstáculos» de electrones, impidiendo su movimiento a través del material y prolongando su presencia en áreas específicas. En consecuencia, esto condujo a una mayor emisión de luz por parte del dispositivo y a una reducción de la absorción de luz.
Para optimizar su diseño LED, el equipo recurrió a simulaciones por computadora, modelando varios efectos potenciales. Jo explicó: «Luego cultivamos muestras para ver si era eficaz o no». El desafío experimental más importante que encontraron fue mantener un control preciso sobre el espesor de cada capa.
El resultado de su meticuloso trabajo fue un LED que funciona en el espectro ultravioleta lejano, con una potencia de salida casi diez veces mayor que su mejor logro anterior. Este nuevo poder y eficiencia podrían tener profundas implicaciones para la defensa contra una pandemia.
La pandemia de COVID-19 ha puesto de relieve la importancia de una destrucción eficaz de virus y microbios en las superficies. Masafumi Jo expresó su confianza en que sus hallazgos y tecnologías resultarán invaluables para proteger a la sociedad contra pandemias actuales y futuras.
Jo también enfatizó su compromiso de mejorar aún más el rendimiento del LED y afirmó: «Aún hay mucho margen de mejora en la potencia de salida y la eficiencia energética».
La investigación realizada por Jo, Itokazu e Hirayama ha sido documentada en la revista » Letras de Física Aplicada.» Este avance en la tecnología LED ofrece una solución prometedora para combatir patógenos en entornos poblados por personas, lo que potencialmente marca un paso significativo hacia un mundo mejor preparado para enfrentar las pandemias de frente.
