紫外线消毒能解决PPE短缺问题吗?

在危机时期，个人防护装备供应链受到压力，因为这些装备只能使用一次——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对设备进行消毒的方法，以便重复使用。

一种可能的解决方案是使用与对无数医疗设备进行消毒相同的紫外线消毒技术。通过仿真，工程师可以设计新设备，或优化现有设备的效率，以减少PPE的一次性使用。

紫外线消毒的原理

许多行业使用紫外线消毒来对水、空气、植入物、隐形眼镜和表面进行消毒。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消毒。例如，CDC指出一项对近1.5万名患者的双盲研究表明，紫外线对降低术后伤口感染率无效。此外，疾控中心和世卫组织注意用紫外线照射身体可能会造成伤害。

模拟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看到了led的出现，可以用作传统汞灯的替代品。这些半导体发出的光在255到280纳米之间，可以减小灭菌系统的尺寸。这使工程师能够更好地将它们集成到医疗设备中。

万博Ansys SPEOS辐射分析表明，消毒过程的最小辐照度需要4秒。

紫外线led对短期工作也有更好的容忍度。因此，当间歇使用时，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口罩的理想选择。

紫外线消毒PPE口罩的模拟

然而，工程师们需要证明这项技术可以适用于消毒像PPE口罩这样多孔的表面。为了完成这项任务，他们可以使用模拟工具，比如万博Ansys SPEOS，设计一个系统，通过改变:

• 辐射通量的能量
• led数量
• led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
• 整个表面的辐射功率
• 器件效率
• 设备最佳配置

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，该系统可以对个人防护装备和其他医疗设备进行消毒，这有助于对抗COVID-19和未来的传染病。

要了解模拟可以帮助对抗COVID-19的其他方式，请阅读:与客户和合作伙伴共同应对COVID-19挑战．