紫外线消毒能解决个人防护用品短缺问题吗?

在危机时期，个人防护装备供应链面临压力，因为这些设备只能使用一次——在被丢弃之前。由于个人防护装备需求量很大，工程师和医疗从业人员正在寻找方法对设备进行消毒，以便重复使用。

一个潜在的解决方案是使用与无数医疗设备相同的紫外线消毒技术。通过使用仿真，工程师可以设计新的设备，或优化现有设备的效率，以减少PPE的一劳永逸。

紫外线消毒是如何工作的

许多行业使用紫外线消毒来消毒水、空气、植入物、隐形眼镜和表面。这些过程在空气或水循环系统中使用波长在240到280纳米之间的强光源。该系统一直运行到环境不适合微生物生存为止。

美国疾病控制与预防中心表示，杀菌光的有效性取决于许多变量，包括:

• 有机质和微生物
• 光的波长和强度
• 悬架材料
• 温度
• 光源与微生物之间的距离
• 系统清洁度

请记住，这种技术目前仅限于表面和物体的灭菌。例如，CDC指出一项针对近1.5万名患者的双盲研究表明，紫外线在降低术后伤口感染率方面是无效的。此外，疾控中心和世卫组织注意，用紫外线治疗身体可能会造成伤害。

仿真可以帮助工程师设计紫外线消毒系统

紫外线杀菌照射技术的最新发展已经见证了led的出现，可以用作传统汞灯的替代品。这些半导体发出255到280纳米之间的光，并减少了灭菌系统的尺寸。这使得工程师能够更好地将它们集成到医疗设备中。

Ansys Speos辐射分析显示，消毒过程的最小辐照度需要4秒。

紫外线led对短期运行也有更好的耐受性。因此，当间歇性使用时，它们可以实现比汞灯更长的使用寿命。这使得led成为在短时间内消毒大量PPE口罩的理想人选。

一个模拟显示紫外线消毒PPE口罩。

然而，工程师们需要证明这项技术可以适用于消毒像PPE口罩一样多孔的表面。为了完成这项任务，他们可以使用模拟工具，比如Ansys Speos，设计一个最大限度地消毒的系统，通过改变:

• 辐射通量的功率
• led数量
• 指示灯位置
• 用来与光相互作用的材料

仿真结果还可以确定:

• 消毒所需的暴露时间
• 对整个表面的辐射功率
• 设备效率
• 优化设备配置

由于这些模拟可以帮助工程师比使用物理原型更快地迭代设计，他们将能够快速设计、优化和验证紫外线消毒系统，该系统可以对PPE和其他医疗设备进行消毒，这可能有助于对抗COVID-19和未来的传染病。

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