Wissenschaftler entwickeln nachhaltige Methode zur Umwandlung von blauem LED-Licht in UVB

Wissenschaftler aus Japan und Deutschland haben eine neue, nachhaltige Methode zur Umwandlung von blauem LED-Licht in UVB entwickelt.

Das neue System, das nicht auf giftige und ineffiziente Materialien angewiesen ist, die traditionell für die UVB-Produktion verwendet werden, bietet eine nachhaltigere und umweltfreundlichere Lösung für UVB-Anwendungen. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Angewandte Chemie veröffentlicht.

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass künstlich erzeugtes UVB und UVC für Anwendungen wie die Desinfektion nützlich sind. UVB wird insbesondere in Prozessen wie photochemischen Reaktionen, der Entgiftung von Schadstoffen und der Abwasserbehandlung eingesetzt. Es wird sogar im medizinischen Bereich zur Behandlung von Hauterkrankungen wie Ekzemen und Vitiligo eingesetzt.

Für die Erzeugung von UVB sind derzeit jedoch Quellen wie Quecksilberlampen erforderlich, die bei unsachgemäßer Entsorgung ineffizient und giftig sind.

Eine Möglichkeit, dies zu umgehen, besteht darin, UVB durch „Hochkonvertierung“ des von LEDs erzeugten Lichts zu erzeugen. Bei der Hochkonvertierung handelt es sich um eine Methode, bei der ein Material zwei Lichtphotonen niedrigerer Energie absorbiert und ihre Energie kombiniert, um ein Photon höherenergetischen Lichts zu emittieren. Die Methode erfolgt üblicherweise unter Verwendung einer Reihe organischer Materialien.

Im Laufe der Jahre haben zwei Forschungsteams in Japan und Deutschland unter der Leitung von Nobuhiro Yanai von der Graduate School of Engineering der Kyushu University und Christoph Kerzig von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz an der Evaluierung verschiedener Verbindungen für die Hochkonvertierung von blauem Licht von LEDs in UV gearbeitet Licht. Sie konnten nicht nur Moleküle entwickeln, die blaues LED-Licht in UVB umwandeln, sondern sie konnten auch den Einsatz von Schwermetallen vermeiden, die traditionell in solchen Prozessen verwendet werden.

„Unsere Untersuchungen zeigen Hinweise auf eine bisher nicht gemeldete Aufwärtskonvertierung von Blau zu UVB, die auch einen Weg für eine sicherere und nachhaltigere Produktion von UVB darstellt“, schließt Yanai. „Dieses erste Upconversion-System basiert jedoch auf Flüssigkeiten und beruht auf mehreren bimolekularen Reaktionen, die seine Stabilität und Langzeitnutzung beeinträchtigen. Darüber hinaus liegt die aktuelle Umwandlungsrate bei etwa 1 %. Unser nächstes Ziel ist es natürlich, die Effizienz zu steigern und gleichzeitig wiederverwendbare Materialien für vielseitige Anwendungen zu entwickeln.“