Laut Seth Coe-Sullivan vom Technologieunternehmen NS Nanotech könnte eine neue Generation kompakter Chips das Coronavirus in der Luft in Gebäuden, Fahrzeugen und sogar im Freien mithilfe von UVC-Strahlung sicher neutralisieren.
Die Halbleiter, die jeweils weniger als 200 US-Dollar kosten und mit Batteriestrom betrieben werden können, könnten „eine bedeutende Rolle bei der Bekämpfung der Pandemie spielen“, sagte Coe-Sullivan, CEO und Mitbegründer des US-Nanotech-Unternehmens.
Das Potenzial der Technologie, öffentliche und private Räume zu desinfizieren, ohne Menschen zu verletzen, sei „fast grenzenlos“, sagte Coe-Sullivan Agnes-Samour in einem E-Mail-Interview.
Oben: ShortWaveLight Emitter ist ein Chip, der Fern-UVC emittiert. Oben: Es wird in ein Desktop-Gerät integriert, das das Coronavirus neutralisieren könnte
Die Chips könnten auch helfen, Grippe und andere Krankheitserreger zu deaktivieren und die Menschen möglicherweise vor zukünftigen Pandemien zu schützen.
Die Chips mit dem Namen ShortWaveLight Emitter werden voraussichtlich in der zweiten Hälfte dieses Jahres im Handel erhältlich sein, vorausgesetzt, sie erhalten eine behördliche Zulassung zu einem Preis von „viel weniger“ als 200 US-Dollar.
Designer können die 40 mal 40 Millimeter großen Chips dann in Beleuchtungsprodukten und Desinfektionsgeräten verwenden.
Die kachelartigen Komponenten emittieren sowohl sichtbares blaues Licht als auch unsichtbares ultraviolettes Licht im fernen UVC, damit die Menschen wissen, wann sie eingeschaltet sind.
Das Desktop-Gerät von NS Nanotech heißt ShortWaveLight Purifier
Um die Technologie zu präsentieren, wird das Unternehmen ein Desktop-Gerät namens ShortWaveLight Purifier auf den Markt bringen, das einen fernen UVC-Chip enthält.
Dies könnte laut Coe-Sullivan „den gesamten persönlichen Luftraum um einen einzelnen Benutzer innerhalb von Minuten reinigen“.
Die Technologie sei auch „ideal für den Einsatz in einem Automobil“, fügte er hinzu. „Eine oder mehrere Einheiten können verwendet werden, um eine ständige Desinfektion des Luftraums des Fahrers und/oder der Passagiere zu gewährleisten.“
Seth Coe-Sullivan, CEO von NS Nanotech
NS Nanotech mit Sitz in Ann Arbor, Michigan, hat die Chips im vergangenen Jahr entwickelt, nachdem es eine bahnbrechende Forschungsarbeit von Professor David Brenner von der Columbia University gelesen hatte.
Das im Juni in Nature veröffentlichte Papier fand heraus, dass Fern-UVC im Gegensatz zu normaler „keimtötender“ UVC-Strahlung „Krankheitserreger effektiv abtötet, ohne das exponierte menschliche Gewebe zu schädigen“.
Far-UVC hat eine Wellenlänge von 222 Nanometern, was zu kurz ist, um menschliche Haut oder Augen zu durchdringen, im Gegensatz zu normalem UVC mit einer Wellenlänge von 254 Nanometern.
„Zusammenfassend haben wir gezeigt, dass sehr niedrige Dosen von fernem UVC-Licht luftgetragene menschliche Coronaviren, die von Aerosolen getragen werden, effizient abtöten“, schließt das Papier mit dem Titel Far-UVC-Licht (222 nm) inaktiviert luftgetragene menschliche Coronaviren effizient und sicher.
Der ShortWaveLight Purifier enthält den „weltweit ersten und einzigen Halbleiter, der fern-UVC-Licht emittiert“
Technologen von NS Nanotech, das Nitrid-Halbleiter für LED-Displays herstellt, lasen das Papier und erkannten, dass seine Nanotechnologie auch Chips herstellen könnte, die weit UVC emittieren.
„Wir haben erkannt, dass wir den weltweit ersten und einzigen Halbleiter, der fern-UVC-Licht emittiert, schnell entwickeln und liefern können“, sagte Coe-Sullivan.
„Wir haben während des Shutdowns virtuell daran gearbeitet, ein Produkt zu entwickeln, von dem wir glaubten, dass es eine wichtige Rolle im Kampf gegen die Pandemie spielen könnte.“
Coe-Sullivan ist ein Unternehmer, der am MIT promoviert hat und dessen vorheriges Geschäft, QD Vision, die Quantenpunkt-Displaytechnologie entwickelt hat.
QD Vision wurde 2016 an Samsung verkauft, wobei der Elektronikriese die Technologie in seine QLED-Fernseher (Quantum-Dot Light-Emitting Diode) integriert hat.
Coe-Sullivan behauptet, dass die Fern-UVC-Chips von NS Nanotech billiger, kleiner und robuster sind als die Excimer-Lampen, die derzeit die einzige kommerziell verwertbare Quelle für Fern-UVC sind.
Die Festkörperstrahler eignen sich am besten für kleinere Räume, da sie auf kurze Distanzen am effektivsten sind, während leistungsstärkere Excimer-Lampen für größere Flächen besser geeignet sind, obwohl NS Nanotech erwartet, in Zukunft leistungsstärkere Chips zu entwickeln.
Der ShortWaveLight Purifier behauptet, Covid-19-Partikel innerhalb von einem Meter sofort neutralisieren zu können
Anfang dieses Monats stellte das niederländische Designer Studio Roosegaarde Urban Sun vor, ein Konzept für die Außenbeleuchtung, das gasgefüllte Excimer-Lampen verwendet, um Fern-UVC zu erzeugen.
Coe-Sullivan sagte jedoch, sein neuer Chip „läuft kühl, verwendet keine gefährlichen Materialien, kann mit Gleichstrombatterien betrieben werden, ist sehr klein, weniger teuer und kann so abgestimmt werden, dass er ein schmales Band von Fern-UVC liefert Licht.“
„Wir vermarkten es auf Business-to-Business-Basis an Hersteller, die es zu Endprodukten für Beleuchtungs- und Desinfektionsanwendungen entwickeln“, fügte er hinzu.
„Die potenziellen Anwendungen für eine menschensichere Desinfektion im fernen UVC in öffentlichen und privaten Räumen weltweit wären nahezu grenzenlos.“
Far-UVC ist kein Allheilmittel, warnte Coe-Sullivan. Die Menschen sollten weiterhin Masken tragen, soziale Distanzierung einhalten und sich impfen lassen. Fern-UVC ist im Nahbereich am effektivsten und wird weniger effektiv, je weiter die Quelle entfernt ist.
„Der Schutzgrad, den es bietet, hängt von Ihrer Umgebung ab“, sagte Coe-Sullivan. „Wenn Sie auf dem mittleren Sitz eines Flugzeugs neben einer infizierten Person sitzen, die ohne Maske hustet und spricht, ist die Viruslast hoch und die Coronavirus-Keime werden möglicherweise nicht alle eliminiert.
„Aber wenn Sie bei der Arbeit am Schreibtisch sitzen und Kollegen mehrere Meter entfernt sind, sollte es einen viel höheren Schutz bieten.“
Coe-Sullivan sagte, NS Nanotech sei seit der ersten Ankündigung seiner Far-UVC-Technologie im Dezember letzten Jahres mit Anfragen überschwemmt worden.
„Die Desinfektion im fernen UVC-Bereich sollte innen und außen gleichermaßen gut funktionieren“, sagte er. „Unsere ersten Produkte sind für den persönlichen Gebrauch konzipiert, aber wir sprechen bereits mit Kunden über die Entwicklung von Arrays unserer Leuchten, um eine raumweite Desinfektion und Schutz für offene Außenbereiche zu schaffen.“
Er fügte hinzu, dass die Erlangung einer behördlichen Genehmigung „ein wahnsinnig langsamer Prozess sein kann“.
„Obwohl die Regulierungsbehörden die Technologie nicht ablehnen, durchlaufen sie einen bewussten Prozess, um mehr Forschungsdaten zu sammeln, bevor sie ihre Verwendung in vielen öffentlichen Umgebungen zertifizieren“, sagte er und fügte hinzu, dass neue Regeln eine stärkere Nutzung von Fern-UVC an öffentlichen Orten ermöglichen werden in diesem Jahr erwartet.
Was ist Fern-UVC und wie hilft es, Covid-19 zu verhindern?
Far-UVC hat seinen Namen, weil es am anderen Ende des ultravioletten (UV) Teils des elektromagnetischen Spektrums liegt.
Schaut man sich ein Diagramm des Spektrums an, liegt sichtbares Licht in der Mitte. Violettes Licht, das Licht mit der kürzesten Wellenlänge, das der Mensch wahrnehmen kann, befindet sich im linken Bereich des sichtbaren Bereichs. Links davon befindet sich ultraviolettes Licht, das für das menschliche Auge unsichtbar ist und noch kürzere Wellenlängen hat als das violette Licht. Far-UVC befindet sich am äußersten Ende des UV-Bereichs.
UV-Licht wird grob in drei Typen eingeteilt, die sich im Spektrum von rechts nach links bewegen: UVA, UVB und UVC, wobei UVC die kürzeste Wellenlänge (ca. 254 Nanometer) der drei Typen hat. Da es die höchste Energie hat, ist UVC die gefährlichste Art von ultraviolettem Licht für den Menschen.
Jedes UV-Licht kann chemische Reaktionen auslösen. So können beispielsweise UVA, UVB und UVC die menschliche Haut (Sonnenbrand wird durch UV-Strahlung der Sonne verursacht) und die Augen schädigen, Farben verblassen lassen und Materialien wie Kunststoffe und Holz zersetzen.
UVC, bekannt als „keimtötendes“ UV, kann zusätzlich Krankheitserreger wie Viren neutralisieren, indem es die RNA, die ihre genetische Information trägt, angreift und sie an der Replikation hindert. Es kann jedoch nicht in Anwesenheit von Menschen verwendet werden.
Far-UVC hat eine noch kürzere Wellenlänge von 222 Nanometern und eine noch höhere Energie, wodurch es Viren noch effektiver neutralisieren kann. Aber seine Wellenlänge ist so kurz, dass es von der abgestorbenen Zellschicht, die die menschliche Haut bedeckt, und vom flüssigen „Tränenfilm“, der die Augen bedeckt, absorbiert wird, bevor es lebendes Gewebe schädigen kann. Dies bedeutet, dass es für den Menschen ungefährlich ist.
