武漢肺炎（COVID-19）疫情持續擴散未見趨緩，無論是口罩或各種有助消毒除菌的防疫類用品仍供不應求，其他像是紫外線（Ultraviolet，UV）LED 相關產品包括除菌棒、消毒燈等詢問度也大增。不過，能夠有效滅菌消毒的 UV LED 應用需要一定條件，研晶光電董事長暨總經理魏志宏博士指出，其關鍵就在於正確的波長與劑量。
迷思一：所有 UV LED 產品都能殺菌消毒？UV LED 紫外線產品在疫情延燒下需求增溫，卻也有民眾誤以為只要是 UV 產品都具有消毒滅菌功效，甚至出現以美甲 UV 燈消毒口罩的例子，事實上該產品的 UV 波長根本無法消毒殺菌。由於不同波段的 UV 各具不同效用，若要有效除菌消毒，首先必須選擇正確的 UV 波長，這就得先從 UV 紫外光輻射分類開始講起。
根據 ISO-DIS-21348 分類說明，UV 波長範圍在 400 nm 以下，主要可分為長波長紫外線 UVA、中波長 UVB 及短波長 UVC。UVA 波長介於 315 nm 至 400 nm，主要應用於 UV 固化、油墨印刷、PCB 曝光、美甲、紙鈔識別等工業與消費領域；UVB 波長介於 280 nm 至 315 nm，多用於紫外光療、醫療保健方面。 
▲ 美甲 UV 燈為 UVA 波長，無法為口罩消毒滅菌（Source: Shutterstock）至於實際具有消毒滅菌效用的紫外光則是 UVC，波段為 200 nm 至 280 nm，屬波長最短且能量最強的紫外光，經由短時間照射可破壞細菌、病毒、黴菌、芽孢菌等微生物細胞內的 DNA 或 RNA 結構，使細胞無法繁殖再生而死亡，達到消毒殺菌的功效，也因此被廣泛應用在表面、水、空氣淨化及殺菌消毒等方面。
過去殺菌技術多採用 UV 水銀汞燈，但體積較大、能耗高又容易造成污染，後來在技術演進下逐漸由 UV LED 取代，不僅體積小效能高，在產品設計上更彈性多元，而且能耗低、壽命長，也無化學殘留，更安全也更環保。
迷思二：UVC LED 產品能百分之百秒殺細菌？雖然符合波長的 UVC LED 對表面、空氣和水能發揮消毒殺菌與淨化作用，但要快速滅菌達到「秒殺」程度，重點在於「劑量」（Dose）是否足夠。
魏志宏表示，「劑量（mJ/cm2）＝ UVC 輻射強度（mW/cm2）x 時間（Sec）」， 輻射強度愈高，殺菌時間就會相對愈短，因此若要達到秒殺程度，UVC LED 光強度就必須提升，針對不同細菌或病毒等微生物的 UV 致死劑量也各有不同。他提到過去 SARS 病毒的例子，以光強 90 μW/cm2（相當於 0.09 mW/cm2）照射 30 分鐘即 1,800 秒就能將病毒成功消滅；如果將時間縮短到 1.8 秒的秒殺程度，要達到相同劑量就必須將強度提高到 90,000 μW/cm2（即 90 mW/cm2）。
儘管目前有些研究數據指出，UVC LED 某程度能使新型冠狀病毒存活率下降，但測試條件和劑量並不透明，仍需待進一步研究才可能證實。可以確定的是，UVC LED 產品對一般消毒除菌確實有效，例如用於表面滅菌的殺菌棒、殺菌盒；空氣淨化機、流動或靜止水殺菌等，只是不同產品的光強、所需照射時間、除菌消毒效能，還是得視各自的設計而定。 
▲ 具殺菌功能的 UVC LED 水瓶（Source：《科技新報》攝）
▲ 瓶蓋內所置入的 UVC LED（Source：《科技新報》攝）
▲ 進行殺菌時可從瓶蓋上方看到剩餘秒數（Source：《科技新報》攝）
▲ 可攜式 UVC LED 空氣殺菌淨化機，可在車內於無人狀態下使用（Source：《科技新報》攝）
除了劑量是重點，還要搭配無死角照射的光學設計才能提高除菌力。魏志宏以自家開發的流動水殺菌模組為例，說明該模組採用單一顆 20 mW UVC LED 晶片，水流量每分鐘 3 公升，除菌率可達 99.99 ％，關鍵就在模組裡面的光學設計。運用無死角的光學設計，能均勻照射所有流進的水量，從而達到接近百分之百的殺菌效果，而且 UV LED 光強也不必過高以免造成過熱。也就是說，即便 UV LED 功率再高，若光學設計有瑕疵出現死角，也無法讓流進來的水全部受光，殺菌力也會打折，足見其重要性。 
▲ Bioraytron 流動水殺菌模組強調無死角光學設計，除菌率可達 99.99 ％（Source：《科技新報》攝）殺菌消毒需求大增，UVC LED 應用起飛
LED 產業為因應市場急速變革，不少廠商數年前就開始朝利基市場「藍海」應用發展，UV LED 便是其中之一。LED 廠包括晶電、隆達、光鋐、研晶、億光等早已投入開發 UVC LED 市場。另如台塑化與日商日機裝（Nikkiso）也合資成立福機裝（NKFG），共同發展 UV LED 事業。 
▲ NKFG 除菌棒產品（Source：《科技新報》攝）
不過，幾年前市場對 UV LED 技術與應用普遍認知不足，加上價格偏高，一直未見顯著成長，直到近年技術發展漸趨成熟，晶片價格也有所降低，逐漸開出不少應用並步入量產。尤其最近受到武漢肺炎影響，UVC LED 市場需求急增，在各方面條件到位下，未來發展也備受看好。
隨著市面上 UV LED 相關產品愈來愈多，消費者除了得清楚分辨不同 UV LED 的產品用途，選擇波長和劑量真正具有殺菌效能的 UVC LED 產品外，也要謹慎使用避免直視或照射皮膚、直接接觸人體，在正確使用下做為日常生活的防疫利器。
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