Skip to content
회로도전자부품
2019.04.18 04:57

광플라즈마 자외선의 살균효과

조회 수 954 추천 수 0 댓글 0
?

단축키

Prev이전 문서

Next다음 문서

크게 작게 위로 아래로 댓글로 가기 인쇄
?

단축키

Prev이전 문서

Next다음 문서

크게 작게 위로 아래로 댓글로 가기 인쇄

광플라즈마 자외선의 살균효과


 

<http://pal.snu.ac.kr/index.php?document_srl=55366&mid=board_qna_new>

 

광화학 원리를 이용한 저온 플라즈마와 그리고 광이온화는 공기와 표면에서 유기화합물과 생물학적 오염물질을 동시에 제거할 수 있다고 합니다.

이 방법은 전세계 과학계에서 충분히 연구되었고 이미 입증되었습니다.

 

우수한 실내공기질을 지속적으로 보증하기 위한 최상의 방법은 “실시간”으로 실제적으로 이 기술을 실내에 제공함으로써 상호작용에 의한 시너지를 만들어 내는 것입니다.

이러한 시너지 효과를 보증하기 위해서 건물 내 전체로 적당한 온도와 습기를 골고루 분포시키는 말하자면, 사람의 "심장과 허파"와 같은 역할을 하는 중앙집중식 냉난방 환기장치(HVAC System)을 적극적으로 활용하는 것입니다.

광화학은 빛 에너지의 노출이 기인한 어떤 물질 내에서 일어나는 화학반응이자 변화입니다.

 

이 반응 과정은 일반적으로 자외선 파장 범위 내에서 쏟아져 나오는 광자(Photon)의 활용을 반드시 요구합니다.

자외선 방사는 오염 물질의 화학적 결합을 자극하거나 그 분자의 결합을 절단하기에 충분할 정도의 광 반응을 유도해야 합니다.

강렬한 자외선 방사는 살균 소독 목적에 매우 유용합니다.

이것을 이용하기 위해서는 자외선의 근원에 대한 물리적인 요소로서 기본적으로 충분히 강력하고 높은 강도의 광에너지(파장)를 반드시 요구합니다.

충분한 광에너지가 존재하고 있을 때, 자외선 빛은 유기화합 물질의 파괴에 특히 유용합니다.

 

특히 자외선 빛은 유기체 분자의 전자 사이의 결합을 100-280나노미터 사이의 강력한 에너지로서 붕괴시킬 수 있습니다. 더욱 더 짧은 단 파장일수록 더 많은 광에너지가 발생되고 분자의 결합을 깨뜨립니다.

모든 유기체 물질은 일정한 파장 범위 내에서 광분해 할 수 있습니다.

 

100-280 나노미터 대역 내의 LJV 파장은 유기체 화합물질의 전자의 결합을 붕괴시키는 것뿐만 아니라 저온 플라즈마 형성을 개시합니다. 일반적으로 방전 플라즈마는 라디오 주파수 에너지(RF)로 가스체에 자기장을 갖게 합니다. 그러나 우리 경우는 자외선 광 파장으로 발생한 에너지를 가지고 가스체에 자기장을 갖도록 만들었습니다.

 

우리가 만든 높은 에너지를 가진 가스체 상태의 광플라즈마는 높은 에너지를 가진 가스체 상태로 더욱 강화되어 있기 때문에 높은 반응과 들뜬(흥분 상태)상태의 전자와 분자 그리고 이온화된 가스체와 자유로운 전자들을 만들어 냅니다.

이러한 정화제들은 유기체 오염물질들을 그 어떤 수단보다 확실하게 파괴시킬 수 있습니다.

 

기본적으로 파괴의 메커니즘은 산소 분자의 광학적 해리를 이끌어 내어 산소 원자와 단일 산소 분자 그리고 활성화된 산소와 같은 매우 높은 산화력을 지닌 산소 종의 생성과 밀접하게 관련되어 있습니다.

이러한 산소 플라즈마 정화제들은 오염물질과 상호 작용하고, 대부분 휘발되어 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)로 오염물질들을 무해화 하면서 안전하게 환원됩니다.

 

LJV 방사는 또한 추가적으로 자유 래디컬을 발생할 수 있도록 유기체 물질의 분자를 결합하는 전자의 분출을 이끌어 냅니다. 이렇게 생성된 래디컬은 산소와 반응하여 과산화수소 이온을 만들어 낼 수 있습니다.

과산화수소의 산화 반응은 유기 화합물을 더욱 더 강력하게 산화하도록 유도하고, 연쇄 반응을 촉진시킵니다.

산화 반응 후 남은 수소(H) 이온은 다시 주위의 수증기(H2O)와 결합하여 추가적으로 매우 강력한 산화 물질인 새로운 수산기(OH)를 만들어 냅니다.

 

이 수산기(OH)는 쉽게 분해되지 않으면서 1개의 전자를 더 가진 매우 강력한 산화력을 지니고 있습니다.

수산기(OH)는 인체에 유해한 유기 물질로부터 수소 원자(H)를 빼앗아 수분(H2O)으로 환원하고, 결국은 남은 탄소 이온(C)마저 붕괴시키기 때문에 유기 오염물질의 파괴에 매우 효과적입니다.

 

이때 유기 분자의 붕괴 과정에서 남은 수소 이온(H)은 더욱 더 높은 산화력을 잠재한 채 화학적으로 더욱 더 강력한 수산기(OH)를 유기 오염물질이 존재하는 한 지속적으로 이끌어 낼 수 있습니다. 이러한 전체적인 반응 과정은 연쇄 반응으로 나타나고, 수산기 (OH)로 인해서 오염물질이 붕괴되고, 새로운 수산기(OH)가 형성됨으로써 실내 공기 중의 유기 오염물질을 지속적으로 파괴시킵니다.

 

분자 상태의 오염물질이 강력한 광 에너지를 받으면 분자 주위의 전자들이 분출되면서 광전자 효과가 만들어 집니다. 

광에너지를 가진 강력한 자외선 빛의 방사로 인해서 광전자는 “광전자 증폭기관” 이라고 부르는 장치에 의해 더욱 더 그 힘이 강화됩니다.

이러한 광전자 증폭 기관은 우리의 기술에 포함되어 있습니다.

이때 공기 입자들이 전기적으로 대전되면서 0.001미크론 크기의 극히 미세한 입자까지 제거할 수 있습니다.

 

이 현상은 분출된 전자가 다른 주위 물질에 충돌하여 이온화하는 복합적인 원인들로 인해 일어난다는 것을 알게 되었습니다.

예를 들면, 광전자 효과에서 광자는 단지 한 개씩만 서로 그 영향을 줄뿐이며, 방출된 다량의 전자가 만들어낸 전리 이온들은 그 전자를 다량으로 만들어 낸 결과입니다.

자외선 빛과 플라즈마의 결합은 모든 물질의 표면에서 오염물질을 제거하는데 대단히 유용한 것으로 이미 공식적으로 발표되었습니다.

 

하나의 예로서 비교한다면 코로나 방전으로 발생한 오존 만으로 물질의 표면에서 생물학적 오염물질을 제거하려면 무려 10시간 이상이 걸립니다.

만약 254 나노미터의 파장의 강력한 살균력을 지닌 UVC 자외선 빛만으로 똑같은 결과를 얻으려면 무려 1시간 이상 걸립니다.

코로나 방전으로 만들어낸 오존과 UVC 자외선을 함께 결합하여 같은 결과를 얻으려면 최소한 1분 30초(90초) 정도가 걸립니다.

하지만 더욱 더 넓은 공간을 정화하면서 더욱 더 강력한 자외선 파장을 플라즈마와 함께 결합된다면 똑같은 결과를 성취하는데 불과 20초 만에 깨끗이 해결할 수 있습니다.

 

 

자외선C UVC 100-280 4.43-12.4 오존층과 대기에서 완전히 흡수됨 , 살균 작용

 

 

플라즈마가 유해물질을 제거하는 원리

UV-A (315~400)  : 선탠할때 받는 자외선 정도의 파장입니다. 

 - 우리가 물컵 먹을때 살균하는 정도의 간단한 소독용이라고 생각하시면 됩니다.

 

UV-B (280~315) : 자외선차단제로 차단해야 하는 자외선 ( 지속되면 피부암 유발 )

- 의료시설의 살균용으로도 쓰입니다. 

 

UV-C (200~280) : UV램프, 20cm 이내의 짧은 거리에서 살균력을 발휘함.

- UVC의경우에는 가까운거리의 집중했을때 효과를 발휘하는 파장이라고 생각 하시면 됩니다.

 

VUV ( 100~200) : 플라즈마영역, 여기부터는 光플라즈마 영역이라고 부릅니다. 간단한 원리로는 플라즈마 영역의 진공자외선 이 공기중의 유해물질의 원자핵 전자를 깨서 분해시키는 역할을 합니다.

 

 

자외선의 해로운 점

 - 자외선 A에 안구가 지속적으로 노출이 되면 문제가 생깁니다바로 백내장’, ‘익상편’ 같은 만성 안구 질환이 생길 수 있습니다또 짧은 시간 동안 과도하게 자외선 A에 노출될 경우광결막염 또는 광각막염 등의 급성 안구 질환의 위험이 증가합니다.

 

자외선의 이로운 점

 - 자외선 B는 피부에 있던 7D하이드로콜레스테롤이라는 물질과 만나면 비타민D로 변하면서 비타민D를 생성하는 데 기여합니다. 비타민D는 골다공증당뇨병심혈관질환 등을 예방할 뿐만 아니라 면역력 유지 등에 도움을 준다는 연구 결과가 많이 나와 있습니다대기권의 오존층 때문에 지표면까지 도달하지 못하지만자외선 C는 살균 작용을 합니다이에 기반하여 시중에는 자외선램프를 이용해 만든 살균기 등이 많이 나와 있습니다.

 

 

 

 

로그인 후 댓글쓰기가 가능합니다.

?

http://urin79.com

우린친구블로그

sketchbook5, 스케치북5

sketchbook5, 스케치북5

나눔글꼴 설치 안내


이 PC에는 나눔글꼴이 설치되어 있지 않습니다.

이 사이트를 나눔글꼴로 보기 위해서는
나눔글꼴을 설치해야 합니다.

설치 취소