PureFize и автоэмиссионный катодолюминесцентный подход: новая платформа для дальнего УФ‑излучения
Компания «Индустрия Света» (svetproff.ru) следит за развитием перспективных технологий в области ультрафиолетового излучения и регулярно анализирует инновации, способные изменить подходы к дезинфекции, контролю качества и обеспечению безопасности. В этой статье мы рассмотрим прорывную концепцию шведской компании PureFize Technologies AB — автоэмиссионный катодолюминесцентный метод генерации дальнего УФ‑излучения (Far‑UVC) с длиной волны ниже 240 нм, представленный на конференции ICFUST 2026.
Что такое Far‑UVC и почему для него нужны новые технологии
Дальнее ультрафиолетовое излучение (Far‑UVC, обычно ниже 254 нм, а в случае PureFize — ниже 240 нм) вызывает растущий интерес как в научной, так и в коммерческой среде. Его ключевое преимущество — способность эффективно инактивировать микроорганизмы в воздухе и на поверхностях при принципиально ином профиле взаимодействия с биологическими тканями по сравнению с традиционным бактерицидным UVC (например, 254 нм от ртутных ламп).
В ряде исследований показано, что коротковолновое УФ‑излучение не проникает глубоко в живые ткани человека (ограничивается верхними слоями эпидермиса или роговицей), что потенциально позволяет применять его в присутствии людей — в отличие от более длинноволнового UVC, который считается опасным для кожи и глаз.
Однако для широкого внедрения Far‑UVC на рынке требуется сочетание нескольких характеристик:
- точная настройка длины волны и спектральной чистоты;
- стабильность и предсказуемость выходной мощности;
- масштабируемость производства;
- удобство системной интеграции;
- приемлемая стоимость.
Существующие решения (газоразрядные лампы, полупроводниковые источники) имеют свои ограничения по одному или нескольким из этих параметров. Именно поэтому появление альтернативных платформ, таких как технология PureFize, представляет значительный интерес для проектировщиков, интеграторов и конечных пользователей.
Как работает технология PureFize: полевая эмиссия + катодолюминесценция
PureFize использует гибридный подход, объединяющий два физических явления:
- Полевая эмиссия электронов из наноструктурированного катода (на основе ZnO).
- Катодолюминесценция — возбуждение люминофора ускоренными электронами, в результате чего генерируется УФ‑излучение.
Ключевая особенность платформы — разделение двух процессов: генерации электронов и формирования спектра излучения. Это достигается за счёт того, что:
- электроны эмитируются из наноструктур катода под действием сильного электрического поля;
- затем они ускоряются и попадают на слой люминофора;
- взаимодействие электронов с люминофором вызывает свечение в нужном диапазоне (в данном случае — в дальнем УФ).
Такой подход даёт высокую степень гибкости: меняя состав люминофора, можно настраивать спектр излучения под конкретные задачи. В рамках работ, представленных на ICFUST 2026, PureFize совместно с FH Münster University of Applied Sciences исследовала люминофоры, легированные скандием (Sc) и празеодимом (Pr), чтобы добиться эффективной эмиссии в диапазоне ниже 240 нм.
Ключевые характеристики прототипа
Ранние результаты, продемонстрированные PureFize, показывают следующие параметры прототипа:
- Диапазон излучения: ниже 240 нм (дальний УФ, Far‑UVC).
- Настраиваемая выходная мощность — за счёт управления током эмиссии и составом люминофора.
- Широкоугольное излучение: около 100°, что удобно для обработки больших площадей и равномерного покрытия.
- Короткое время запуска: практически мгновенный выход на рабочий режим без необходимости прогрева.
- Стабильность интенсивности в широком диапазоне температур окружающей среды — важное преимущество для промышленных и транспортных применений.
- Измеренная интенсивность: примерно 3,5 мкВт/см² на расстоянии 1 м при общей входной мощности 12 Вт.
Важно понимать, что эти данные относятся к лабораторному прототипу и демонстрируют принципиальную возможность реализации концепции, а не коммерческий продукт. PureFize подчёркивает, что впереди — дальнейшая оптимизация материалов, повышение эффективности, проверка безопасности и адаптация под конкретные сценарии применения.
Преимущества подхода PureFize по сравнению с традиционными решениями
| Параметр | Газоразрядные УФ‑лампы (включая амальгамные) | Полупроводниковые УФ‑источники (LED, лазеры) | Технология PureFize (полевая эмиссия + катодолюминесценция) |
|---|---|---|---|
| Настройка спектра | Ограничена составом газовой смеси и покрытием колбы | Зависит от полупроводникового материала; сложно получить <240 нм с высокой эффективностью | Гибкая: за счёт выбора люминофора можно точно подстроить длину волны и ширину полосы |
| Время запуска | От десятков секунд до минут (прогрев) | Практически мгновенно | Практически мгновенно |
| Угловое распределение | Зависит от отражателей и оптики; часто требуется дополнительная оптика | Направлено, но может быть расширено линзами | Широкоугольное (~100°), потенциально удобно для равномерного облучения |
| Температурная стабильность | Чувствительны к температуре; эффективность падает при отклонениях | Чувствительны; эффективность снижается при нагреве | Демонстрирует стабильность в широком температурном диапазоне |
| Масштабируемость | Модульные решения возможны, но ограничены конструкцией лампы | Хорошо масштабируются в матрицах, но эффективность падает на коротких волнах | Платформа позволяет масштабировать как катодную структуру, так и площадь люминофорного экрана |
| Гибкость интеграции | Громоздкие, требуют балласта, осторожного обращения (ртуть) | Компактные, легко встраиваются, но дорогие на коротких волнах | Компактная конструкция, возможность адаптации под разные форм‑факторы |
Практические сценарии применения Far‑UVC от PureFize
Благодаря сочетанию спектральной настройки, стабильности и удобства интеграции, технология может найти применение в следующих областях:
- Дезинфекция воздуха и поверхностей в присутствии людей. За счёт длины волны ниже 240 нм и контролируемого спектра возможно создание систем, которые непрерывно обеззараживают помещения (офисы, транспорт, учебные заведения).
- Безопасность и контроль качества пищевых продуктов. Равномерное облучение упаковок, конвейеров, холодильных камер и складских зон для снижения микробной нагрузки и продления срока хранения.
- Медицинские и лабораторные помещения. Обработка поверхностей, воздуха, боксов и оборудования с возможностью работы в режиме «между процедурами» или в фоновом режиме.
- Транспорт и логистика. Дезинфекция салонов автобусов, вагонов метро, грузовых контейнеров, лифтов и коридоров без необходимости эвакуации людей.
- Системы вентиляции и воздуховодов. Интеграция в вентиляционные установки для обеззараживания приточного воздуха.
Позиция «Индустрии Света»: перспективы и ожидания
Для нашей компании технология PureFize интересна как потенциальная платформа следующего поколения для УФ‑систем. Её ключевые преимущества:
- Гибкость спектра — возможность точно подстроиться под требования конкретного применения.
- Быстродействие и стабильность — удобно для автоматизированных и динамических систем.
- Масштабируемость — от компактных модулей до крупных установок.
- Разделение функций (генерация электронов и формирование спектра) — упрощает оптимизацию и модернизацию.
При этом важно учитывать, что технология пока находится на стадии прототипов и исследовательских демонстраций. Перед коммерциализацией необходимо пройти этапы:
- повышения энергоэффективности и выходной мощности;
- проверки долгосрочной стабильности и ресурса;
- валидации безопасности для людей и окружающей среды;
- сертификации и соответствия нормативным требованиям.
Заключение
Технология PureFize на основе автоэмиссионного катодолюминесцентного подхода открывает новые возможности для генерации дальнего УФ‑излучения ниже 240 нм. Разделение процессов эмиссии электронов и формирования спектра даёт уникальную гибкость в настройке длины волны, угла излучения и выходной мощности.
Для проектировщиков и интеграторов это означает появление перспективной платформы, которая может дополнить или даже заменить традиционные УФ‑решения в ряде задач, где важны спектральная точность, стабильность, быстрый запуск и удобство интеграции.
На сайте svetproff.ru вы можете запросить консультацию инженера, получить подборку существующих УФ‑решений для дезинфекции и контроля качества, а также оформить заявку на демонстрацию перспективных технологий. Наши специалисты помогут подобрать оптимальное решение под ваши задачи — с учётом действующих нормативов, требований безопасности и специфики объекта.
Статья носит информационный характер. Окончательные проектные решения должны приниматься квалифицированными специалистами с учётом специфики объекта, действующих стандартов и результатов испытаний. Актуальные характеристики оборудования, наличие и условия поставки уточняйте у менеджеров компании «Индустрия Света».
