Jimmy's things idea blog

何かを創りたいと考えている人のブログ

秋冬再来襲に備えて”新型コロナウイルス消菌機の製作

秋冬再来襲に備えての新型コロナウイルス消菌機を開発中
外出から帰った時に自分の小物や、店で購入して来た商品をウイルス・レスに

Coronavirus eraserこんなイメージで使います
スマホ、マスク、お財布、冬の手袋などの除菌・殺菌にUVCランプ+TiO₂の光触媒イオン発生機です。
ウイルスだけでなくO157などの細菌にも有効、細菌は約10倍大きく分解時間は必要ですが、その効果は証明済みで食中毒が心配なこれからの季節に最適



UVCランプ先日オーダーしていた
紫外線UVC(222nm)ランプが届いた。
製作中の新型コロナウイルス撃退機「Coronavirus Eraser」用の主要部品です。この種の紫外線ランプは日本で探せなくて中国から輸入しました。


UVC lamp実績ある紫外線発光器です(USB充電中)
このままでも近紫外線効果で除菌は出来ますが、光の当たらない部分で菌の消し残しが発生します。
COVID-19の性質から消し残しは致命的です。
光の照射だけでは目的が達成できないのです。


UVC lampそこで、紫外線照射に加えて
このUVCランプに特殊TiO₂部品を付加して
光触媒効果でイオンを発生させて隅々に対流させ
凸凹面や隠れた部分の消菌も行える様に考えています。
効果、色々実験したいです。

別手配の TiO2(anatase)も届いたし、
後は付加部品を3Dプリンターで出力します。

光触媒がなぜウイルスや細菌を消菌する?
原理ですが、“焼蛎里慮触媒(TiO₂)に紫外線が当たると、その表面から電子が飛び出します、電子が抜け出た穴はプラスの電荷を帯びた正孔になります、正孔は空気中の水分H₂Oや酸素O₂と結合し不安定なOHラジカル(酸化剤)をつくります。OHラジカルは強力な酸化力を持ち近くの有機物から電子を奪い自身が安定になろうとします。電子を奪われた有機物は結合を分断され、最終的には二酸化炭素や水となります。

なぜ紫外線ランプが良いの?
半導体のTiO₂は、光を受けると自身が高エネルギーの状態になり電子が飛び出しますが、その放出エネルギーは以下の式から算出されます。

E = hc / λ

この式から波長が短い程エネルギーが強くなる事が分かる。

E : エネルギー
h: ブランク定数 6.62607015×10−34 J s
c: 光速 299792458 m/s
λ: 光の波長

因みに入手したUVCランプのλ(波長)は、222nmです。

関係ないけど、サイズだけを比較するとコロナウイルスの大きさは100nm、食虫毒細菌のO157菌は1,000nmです。

ネットで見かける紫外線LEDを使った除菌ランプですが・・
UVA LED UVA (400–315 nm)波長のものが多く
パワーも弱いので消菌力は微微たるもの
紫色に光っていても効果的には期待薄か
真に効果を求めるならばLED製品よりも
青白い光を放つランプ製品です。


百個程手に入れた写真(上)の紫外線LEDは10mm径と光量があるので効果測定を考えています、何個並列に点灯させれば良いのか?でも光量よりも波長だからなぁ

UVCランプ光は、太陽光と同くUV光を直接目に入れない様に、この青白い光も直視しない様に注意して下さい。
このあたりも考慮して付加部品をデザインしています。
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