UV-Strahlung
Ultraviolettstrahlung
Während sichtbare LEDs heute aus unserer Umwelt nicht mehr wegzudenken sind, ist die Nutzung der Ultraviolettstrahlung, basierend auf LED, eine innovative Technologie. Zwar wurde die ultraviolette Strahlung bereits im 19. Jahrhundert entdeckt, aber erst im 20. Jahrhundert dahingehend erkannt, dass sich die UV-Strahlung auf den menschlichen Organismus positiv auswirkt und eine keimtötende Wirkung besitzt.
UVA-Strahlung
Wellenlänge: 400nm – 315nm | Photonenenergie: 3,15 – 3,94 eV
UV-A (nahes UV) durchdringt Glas und transparente Polymere, es wird auch umgangssprachlich als „Schwarzlicht“ bezeichnet. Einsatzmöglichkeiten der UVA-LED sind insbesondere die Aushärtung von Farben, Beschichtungen, Lacken und Klebstoffen sowie die Lichttherapie (u. a. zur medizinischen Behandlung von Depressionen). Darüber hinaus werden UV-LEDs des UVA-Spektrums auch zur Echtheitsprüfung von Banknoten, Dokumenten sowie zu forensischen Zwecken verwendet.
UVB-Strahlung
Wellenlänge: 315 – 280nm | Photonenenergie: 3,94 – 4,43 eV
UV-B (mittleres UV) wirkt sich auf den menschlichen Körper aus und wird beispielsweise in der Phototherapie (dermatologische Behandlung von Hauterkrankungen) verwendet und fördert die Bildung von Vitamin D im menschlichen Körper. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Bestrahlung von Pflanzen. Hier trägt die UV-Strahlung ganz bestimmter Wellenlängen zur besseren Entwicklung der Pflanze, sowie Steigerung der Erträge bei.
UVC-Strahlung
Wellenlänge: 280nm bis 100nm | Photonenenergie: 4,43 – 12,4 eV
UV-C (fernes UV) ist sehr kurzwellig und energiereich und wird zur Luft- und Wasserdesinfektion unter anderem in medizinischen und anderen, besonders gegen Keime und Bakterien schützenswerten Bereichen, genutzt. UVC-Licht zerstört die DNA von Mikroorganismen wirksam und ist stark bakterizid. UVC-Licht mit Wellenlängen unterhalb von 100nm bezeichnet man als extrem ultraviolette Strahlung (EUV, EUV-Strahlung, engl. extreme ultra violet, XUV).
Künstliche UV-Strahlungsquellen
Leuchtdioden
Ultraviolett-Laser
Kaltkathodenröhren
Schwarzlichtlampen
Gasentladungslampen
Ionisierende Gase
Geschichte: Von der Entdeckung der UV-Strahlen zur UV-LED
1800
RED Light
Bei einem Experiment mit einem Glas-Prisma beobachtete der deutsche Astronom Friedrich William Herschel im Jahr 1800 einen hohen Temperaturanstieg direkt hinter dem roten Bereich des Lichtspektrums. Diesen unsichtbaren Bereich benannte Herschel als „Red Light“.
1802
Chemical Rays
Nach der Entdeckung von Herschel untersuchte der Physiker Johann Wilhelm Ritter das entgegensetzte Ende des Lichtspektrums. Dabei entdeckte er einen nicht sichtbaren Bereich hinter dem violetten Lichtspektrum, den er „Chemical Rays“ nannte.
1878
Antibakterielle Wirkung von UV | Teil 1
Im Jahr 1878 machten die Forscher und Arthur Downes und Thomas P. Blunt die Entdeckung, dass Mikroorganismen (Bakterien) unter Einfluss stärkerer Sonnenstrahlung in ihrem Wachstum gehemmt werden.
1892
Antibakterielle Wirkung von UV | Teil 2
Marshall Ward liefert 1892 den Beweis, dass primär der ultraviolette Anteil im Lichtspektrum das Wachstum von Bakterien hemmt.
1899
Licht als medizinische Behandlung
Am Ende des 19. Jahrhunderts entdeckt Niels Ryberg Finsen, dass die Anteile der Sonnenstrahlung mit der höchsten Energie (er nannte sie die „Chemischen Strahlen“) eine stimulierende Wirkung auf Gewebe haben können. 1903 erhielt Finsen für seine Arbeit den Nobelpreis für Medizin.
1904
Die erste UV-Lampe
1904 entwickelten die Original Hanau Labors die erste Quarzlampe, deren UV-Lichtausbeute fast original Sonnenqualität besaß.
1970
Einsatz in der Lebensmittelindustrie
Ab den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde in Europa die Kaltkathodenröhre insbesondere zur Entkeimung in der Lebensmittelindustrie genutzt.
1992
Erste UV-LED
Im Jahr 1992 entwickelt der mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnete japanische Wissenschaftler Isamu Akasaki die erste UV-LED.
2017
Von einer Nischentechnologie zu einem wahren Alleskönner
Seit der Entwicklung der Kaltkathodenröhren hat sich die UV-Technologie rasant entwickelt. Auch wenn heute noch immer Quecksilberdampflampen, besonders in der UVC-Desinfektion eingesetzt werden, ist der Trend zum Einsatz der UV-LED, auch in kurzwelligen Bereichen, nicht mehr aufzuhalten. Während Quecksilber gesundheits- und umweltschädlich ist, kann die LED hier durch ihre ressourcen- und umweltschonende Technologie punkten. Ob als Einzelkomponente oder als Modul/COB (Chip on Board), die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig und technologisch noch lange nicht am Ende der Entwicklung.
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