Láser de Radiación Ultravioleta Profunda para esterilización

Investigadores del Centro de Información Cuántica y Biología Cuántica de la Universidad de Osaka en Japón reportaron un nuevo láser de estado sólido con generación de segundo armónico para la generación de radiación ultravioleta diseñado para ser usado en esterilización y desinfección.

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Por: Vicente Aboites

Investigadores del Centro de Información Cuántica y Biología Cuántica de la Universidad de Osaka en Japón reportaron un nuevo láser de estado sólido con generación de segundo armónico para la generación de radiación ultravioleta diseñado para ser usado en esterilización y desinfección (T, Nambu, et al., “Monolithic microcavity second harmonic generation device using low birefringence paraelectric material without polarity-inverted structure”, Applied Physics Express, 2021; 14 (6): 061004).  Este dispositivo eficientemente duplica la frecuencia de la radiación utilizando una micro-cavidad que contiene nitruro de galio.  Para optimizar los efectos de esterilización y desinfección es deseable obtener radiación dentro del rango de 220 y 230 nanómetros, llamada Radiación Ultravioleta Profunda o DUV por sus siglas en inglés.  Sin embargo, actualmente no se cuenta con fuentes confiables y eficientes de DUV. Las fuentes actuales de ultravioleta frecuentemente operan a longitudes de onda mayor y son por tanto más ineficientes, u operan a longitudes de onda cortas pero el método de generación no permite construir dispositivos confiables y de larga vida.

Es sabido que la radiación ultravioleta absorbida por las moléculas de Acido Desoxiribonucleico (ADN) causa la ruptura de enlaces intermoleculares causando un retraso en la reproducción o muerte celular.  Es decir, el efecto bactericida de la luz ultravioleta ocurre a nivel del ácido nucleico causando el bloqueo de la transcripción y réplica del ADN, comprometiendo de este modo las funciones celulares y eventualmente causando la muerte de éstas.

Esto ha permitido que la luz UV sea considerada como una de las mejores soluciones germicidas, es decir, puede inactivar microorganismos como bacterias, virus y protozoos. Esta capacidad ha permitido la adopción generalizada de la luz UV como una forma respetuosa con el medio ambiente, sin sustancias químicas, agresivas y muy eficaz para desinfectar y proteger frente a microorganismos perjudiciales.

Los investigadores japoneses propusieron un nuevo diseño monolítico para la conversión de longitud de onda en la micro-cavidad que incluye a dos reflectores de Bragg distribuidos en haces contra-propagados, todo esto realizado utilizando tecnología de micro-fabricación. Se espera que esta tecnología pueda refinarse para permitir aún más cortas longitudes de onda utilizando las características no-lineales de los materiales ópticos utilizados en las micro-cavidades láser construidas.  En este último caso, al ser los fotones más energéticos, rompen con mayor facilidad los enlaces moleculares incrementando la eficiencia para esterilización y desinfección del láser.

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