紫外線能夠殺菌早已不是個新聞，它在我們的日常生活中隨處可見——醫院、實驗室、甚至自己的家里，只要有殺菌的需求，紫外線燈就永遠不會缺席。

新加坡新冠疫情期間，一個名為Sunburst UV Bot的自主移動機器人被部署在Northpoint City商場，該機器人可利用紫外線消毒物體的表面

紫外線燈殺菌的原理

事實上，紫外燈的構造與其作用原理有著密不可分的關系。已知紫外線殺菌就是通過紫外線的照射，破壞及改變微生物的DNA（脫氧核糖核酸）結構，使細菌當即死亡或不能繁殖后代，達到殺菌的目的。

根據生物效應的不同，紫外線可按照波長劃分為UVA波段、UVB波段、UVC波段和UVD波段。其中，UVC波長100～275nm，它是真正具有殺菌作用的波段，因此又稱為短波滅菌紫外線，紫外線殺菌燈發出的就是UVC短波紫外線。

UVC之所以適合殺菌，是因為它很容易被生物體的DNA吸收，尤其是253.7nm左右的紫外線。但也正因如此，它對人體的傷害也很大，短時間照射即可灼傷皮膚，長時間高強度照射還會引發皮膚癌。在日常生活中，我們之所以不會被UVC傷害到，是因為UVC的穿透能力很弱，日光中含有的短波紫外線幾乎都被臭氧層完全吸收了，同時也無法穿透大部分的透明玻璃及塑料。

燈管選用石英玻璃的理由

前面提到了，UVC的穿透能力很弱。而紫外線殺菌燈實際上和普通日光燈一樣，都屬于低壓汞燈，利用低壓汞蒸汽（<10-2Pa）被激發后發射紫外線。但日光燈的燈管采用的是普通玻璃，穿透力極差的UVC（253.7nm）根本透不出來，只能被燈管內壁的熒光粉吸收后激發出可見光。

與普通玻璃相比，石英玻璃在性能上有很大的改進，對紫外線各波段有更高的透過率，可達80%-90%，因此現在大多數殺菌燈的燈管都采用石英玻璃來制作。不過由于熱膨脹系數不同，殺菌燈一般不能封接鋁蓋燈頭，其燈頭材料主要采用膠木、塑料或先進陶瓷。

石英燈管

另外，紫外線殺菌燈的發光譜線主要有254nm和185nm兩條。254nm紫外線通過照射微生物的DNA來殺滅細菌，185nm紫外線可將空氣中的O₂變成O₃，臭氧具有強氧化作用，可有效地殺滅細菌，彌補紫外線只沿直線傳播、消毒有死角的缺點。在煉制石英玻璃時，如果添加足夠數量的鈦（Ti）元素，就能使透過它的紫外線在200nm以下發生截止，而對254nm紫外線透過基本無影響。因此適當控制鈦元素的添加量，就可有效的控制185nm紫外線的逸出量以制作出低臭氧（無臭氧）、臭氧、高臭氧等三種紫外線殺菌燈管。

石英玻璃燈管的前景

由于成本與用途不同的原因，事實上也有人用紫外線穿透率＜50%的高硼砂玻璃管代替石英玻璃。但成本降低后，性能也降低了——據悉，高硼燈管的紫外光強度很容易衰減，點燈數百小時后紫外線強度就大幅下降到初始時的50%-70%；而石英燈管在點燃2000-3000小時后，紫外線強度只減到初始時的80%-70%，光衰程度遠小于高硼燈。

雖說由于工藝特殊、制造較困難等原因，石英玻璃的成本較高，在一定程度上會限制它的推廣應用。但在紫外消毒燈燈管這部分應用上，可以說只有石英玻璃能夠勝任，考慮到現在疫情遠不到結束的時候，人們的殺菌消毒意識也有了極大的增長，相信這塊市場還會有增長的機會。

粉體圈 小榆