Современные технологии стремительно меняют наши представления о безопасности и хранении продуктов питания. Научные разработки всё чаще направлены на улучшение качества жизни и снижение рисков, связанных с микробиологическими угрозами. Одной из последних инноваций, способных совершить революцию в пищевой индустрии и бытовом использовании, стал ультрафиолетовый чип, разработанный в сотрудничестве учёных Наньянгского технологического университета Сингапура и компании PureFize Technologies из Швеции. Этот компактный и экологичный источник УФ-излучения способен уничтожать широкий спектр микроорганизмов, продлевая свежесть продуктов и снижая распространение инфекционных заболеваний.Необходимость создания эффективных и безопасных средств дезинфекции, способных работать в компактных условиях, обусловлена ограничениями традиционных источников ультрафиолетового излучения.
Ртутные УФ-лампы, широко применявшиеся ранее, обладают рядом серьёзных недостатков — токсичность ртути, высокая энергозатратность, необходимость специального обращения и утилизации, а также ограничения в области дизайна устройств. Новейшая технология, основанная на катодолюминесценции, позволяет обойти эти проблемы. В основе чипа лежит наноструктурированный цинковый оксид, который функционирует в паре с анодом, покрытым материалом, излучающим ультрафиолет преимущественно в спектре UVC при возбуждении потоком электронов. Именно этот спектр, особенно коротковолновой UVC около 265 нм, наиболее эффективен для уничтожения ДНК и РНК вредоносных микроорганизмов, разрушая их жизнеспособность и предотвращая размножение.Одно из ключевых преимуществ новой технологии заключается в её универсальности и простоте использования.
Чип интегрирован в устройство EcoLoc и специально разработанную крышку, совместимую с популярной серией пищевых контейнеров IKEA 365+. Это позволяет пользователям без особых усилий обеспечить надежную защиту продуктов прямо при хранении. Технология работает при температурном диапазоне от -20 до 100 градусов Цельсия, что делает её пригодной для использования не только в бытовых холодильниках, но и в других условиях, требующих поддержания свежести.Проведённые лабораторные испытания подтверждают эффективность УФ-чипа в уничтожении различных патогенных микроорганизмов — водных бактерий Pseudomonas aeruginosa, кишечной палочки Escherichia coli, легионеллы Legionella pneumophila, а также вируса SARS-CoV-2, который стал причиной мировой пандемии COVID-19. Эти результаты дают веские основания рассматривать устройство как важный инструмент для борьбы с пищевыми инфекциями и распространением вирусов как в бытовых условиях, так и в медицинской сфере.
Дополнительной уникальной особенностью инновационного чипа выступает его способность излучать также спектры UVB и UVA, которые проникают глубже, разрушая биопленки, а также воздействуют на белковые и липидные компоненты клеток микроорганизмов. Такое комплексное действие обеспечивает более полное уничтожение, что особенно важно для предотвращения повторного загрязнения продуктов и поверхностей. Кроме того, устройство мгновенно включается и выключается, не требуя времени на разогрев и охлаждение, что повышает комфорт и безопасность его эксплуатации.Одним из практических аспектов использования УФ-чипа стала значительная пролонгация срока годности продуктов. В опытных испытаниях хлеб, фрукты, овощи и мясо сохраняли свежесть почти неделю, что значительно превышает обычные показатели.
При этом органолептические качества — вкус и запах — не претерпевали серьёзных изменений. Это подтверждает, что технология не вступает в химические реакции с пищей, а действует исключительно на микробном уровне, минимизируя риск пищевых отравлений и порчи.Экологическая составляющая проекта также заслуживает особого внимания. Отказ от ртутных элементов и переход на катодолюминесцентные источники ультрафиолета отвечает современным международным требованиям по снижению токсичных выбросов и минимизации вредного воздействия на окружающую среду. Устройства, разработанные на основе чипа, потребляют меньше энергии и имеют компактные размеры, что выгодно отличает их от традиционных дезинфекционных приборов.
Возможности интеграции ультрафиолетового чипа выходят далеко за рамки домашних кухонь. По словам разработчиков, перспективы применения технологии включают холодильные камеры в ресторанах, продовольственных складах, а также сферах медицинского оборудования и транспортировки медикаментов и продуктов питания. Таким образом технология способна повысить уровень санитарии и безопасности в самых разных отраслях, что особенно актуально в условиях повышенных требований к борьбе с инфекциями.Важным аспектом развития проекта является публикация результатов в рецензируемом научном журнале Advanced Optical Materials, что подтверждает высокий уровень инновации и широкую заинтересованность научного сообщества. Совместная работа специалистов двух стран и объединение передовых достижений нанотехнологий и полупроводникового освещения демонстрируют, как международное сотрудничество способствует появлению революционных решений в области здоровья и экологии.
С научной точки зрения применение катодолюминесценции для создания компактных источников УФ-излучения представляет собой значительный шаг вперёд. В отличие от обычных ламп, данный метод позволяет управлять характеристиками излучения с максимальной точностью, улучшая эффективность и безопасность устройств. Это открывает новые горизонты для разработки многофункциональных систем дезинфекции, адаптированных под разные нужды и условия использования.В заключение стоит подчеркнуть долгосрочное влияние технологического прорыва, который может изменить подход к сохранению пищевых продуктов и обеспечению безопасности питания в глобальном масштабе. Уникальные характеристики ультрафиолетового чипа и его универсальность подтверждают потенциал внедрения в бытовую технику, промышленность и медицинские учреждения.
