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LED促进人类健康的四大应用

2021-06-16 10:41:50 Yoelit Hiebert 阅读:
LED一直是健康应用领域中新兴技术不可或缺的一部分。本文列举了一些它在各种领域中用于提升人类健康和幸福指数的例子。

LED一直是健康应用领域中新兴技术不可或缺的一部分。本文列举了一些它在各种领域中用于提升人类健康和幸福指数的例子。sElednc

昼夜节律

昼夜节律是指我们内在的生物钟会与外部世界的运转,例如太阳在天空中的运动,保持同步。利用LED照明产品促进睡眠引起了人们极大的兴趣,这些产品可以帮助我们在晚上睡得更好,白天精神更佳,甚至可以改善整体健康状况。在白天,照射包含适当蓝色波长的光对于阻止褪黑素的产生尤为重要,这可以帮助我们感觉更加清醒,精力更加充沛。sElednc

但是,如IEC/EN 62471 Photobiological Safety of Lamps and Lamp Systems中所述,蓝光可能会损伤视网膜。该标准定义了蓝光危害敏感度曲线,曲线在435~440nm处达到峰值,在550nm处降至可忽略的值,为包括LED在内的所有电力驱动的非相干宽带光辐射源提供了照射限度和测量程序的指南。sElednc

蓝光LED通常由蓝紫光(415~455nm)和蓝绿光(456~490nm)以大致相等的比例组成。调整比例使蓝绿光增加可最大程度地利于昼夜节律,同时也会将蓝光危害降至最低。现在至少有一家制造商提供了一种LED套装,根据所需的色温(CCT)可以选择蓝紫光到蓝绿光的比例。sElednc

治疗卵巢癌

Animated Dynamics与Purdue University联合开发了一个应用程序,使用红外(IR)LED来帮助判断某种特定的化学疗法是否有效,使患者不必遭受毒性副作用的伤害。sElednc

这一技术是利用红外LED光源,分别照射经过混合化学疗法之前和之后的活检样品,然后比较两者所产生的光散射,如果观测不到细胞凋亡(组织细胞死亡),则表明所使用的化学疗法很可能对肿瘤的实际治疗无效。最初的试验是对卵巢癌患者进行的,目标是使用数据来确定哪种疗法最有可能阻止这种疾病。sElednc

细菌灭活

随着新冠疫情的出现,人们对杀菌消毒的兴趣激增,LED制造商也以产品对此做出了回应。这些产品中大多数会发出短波紫外线(UVC),会产生潜在的紫外线照射风险。Nichia最近发布了一种具有双重用途的LED产品,对人体无害。这种产品既可提供一般照明用的白光,也可提供405nm的紫光,以灭活诸如绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌(staph)和大肠杆菌(E.coli)等细菌。图1显示了在可见光谱范围内,普通的白光发射器和新的Nichia产品的发射光谱之间的差异。405nm处的峰值强度比磷光体转换白色LED中存在的蓝光峰值高出约四倍,但却处在人眼更不敏感的波段。sElednc

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图1:Nichia NF2W585AR-P8 LED的发射光谱与普通的磷光体转换白光LED进行比较。(图片来源:Nichia)sElednc

由Nichia委托进行的独立测试表明,两用LED在5个小时内,以1000lux的输出、距离表面40cm的持续照射下,灭活了高达98.9%的绿脓杆菌。由于光线在可见范围内,因此连续照射不会对人眼造成有害影响。但是,这种光源需要长时间工作才能达到最大功效,这可能会影响该技术的广泛采用。尽管该技术可能对细菌有效,却不能灭活病毒,包括新冠病毒。sElednc

药用大麻

如果不提一提药用大麻,有关在健康应用中如何使用LED的话题就算不上完整,因为可以这么说,多亏使用了LED照明,这一行业才有了爆炸式发展。sElednc

欧司朗旗下植物照明公司Fluence最近发布了一项历经两年的研究成果,该研究是Fluence与瓦赫宁根大学及研究中心(Wageningen University and Research)和Texas Original Compassionate Cultivation合作进行的,目的是确定在温室环境中增加LED照明对植物特性的影响,比如对大麻素和萜烯这类代谢产物的产量和浓度的影响。产量或效能哪怕只有小小的提高,带来的收益都会远超优化照明系统的安装成本,因此这一领域的研究非常有价值。这项研究涉及三个不同的大麻品种,得出的结论是,高强度的广谱(即400~700nm)补充光可以使产量和代谢产物达到最大,而强度较低的广谱照明对产量影响不大,却仍可以提升代谢物水平。sElednc

(本文编译自EDN英文网站,原文参考链接:LEDs used to improve human health and well-being,由Jenny Liao编译)sElednc

本文为《电子技术设计》2021年6月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里sElednc

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Yoelit Hiebert
Yoelit Hiebert过去十年一直从事LED照明领域的工作,在行业制造和最终用户方面拥有丰富的经验。 她与照明工程协会一起,积极参与固态照明和控制标准的开发。Yoelit拥有密苏里科技大学的电子工程学士学位和硕士学位。她是注册专业工程师,通过认证的能源经理,并获得了国家照明行业资格认证委员会的照明认证。
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