"深”临其"净”——本科生团队研发基于AlGaN深紫外LED的智能空间净化终端

后疫情时代,随着经济社会发展,公众环境健康意识显著提升,空气健康成为社会焦点。国家高度重视消杀技术创新,《“十四五”卫生健康规划》《十四五生态环境领域科技创新专项规划》等政策明确支持空气净化与病原体消杀技术发展,为深紫外 LED 技术应用奠定政策基础。与此同时,全球及国内公共卫生事件频发,空气中超 80% 的传染病通过飞沫传播,流感病毒、大肠杆菌等微生物对人体健康和公共卫生安全构成严重威胁,推动人居环境与公共空间净化成为社会共识。

据市场调研数据显示,全球深紫外 LED 空气消杀市场规模正快速增长,2023 年国内市场规模已达 20 亿元,同比增长 16%,预计未来五年将形成千亿级市场空间。当前国内空气净化领域存在显著痛点:传统汞灯设备功耗高、易污染环境,已被《联合国水俣公约》限制使用;普通智能净化器价格高达 3000-5000 元,功能单一且数据不可见;部分深紫外产品存在消杀盲区,无法满足家庭、医疗、公共空间等多场景需求。与国际竞品相比,日亚化学等企业的深紫外 LED 产品虽技术领先,但价格高昂;国内部分企业仍停留在传统功能堆叠阶段,智能化水平不足。市场亟需一款 “价格亲民、数据透明、全场景适配” 的智能净化产品。

基于我国空气净化市场的迫切需求,本团队自主研发了基于 AlGaN 深紫外 LED 多态感知一体化智能空间净化终端。产品通过核心器件一体化封装、智能自反馈调节系统、全维度数据感知体系与复合净化技术融合实现突破:自主设计 AlGaN 基深紫外 LED 与深紫外探测器核心器件,采用侧向耦合技术实现集成,减少空间占用的同时提升紫外光功率探测精度,确保消杀剂量精准可控;搭载串级 PID 算法,动态补偿环境干扰导致的紫外剂量损耗,实测光谱峰值稳定在 270nm,消杀效率达 99.9%;同时配置 TVOC、PM2.5等多类型传感器,结合物联网技术开发触控屏、手机小程序、PC 端三端互联系统,实时显示多项环境参数,实现人居环境可感可知可控;前端深紫外光破坏微生物 DNA,末端结合紫外催化光触媒、负离子沉降技术,实现 “消杀 + 净化” 双重保障,同步解决气态污染物与颗粒物污染问题。产品将紫外消杀与嵌入式物联网技术深度融合,真正做到了便捷、高效、价廉,竞争优势明显。

产品PCB设计

产品系统框图

团队深耕深紫外 LED 技术创新,聚焦空气净化产业智能化、精准化发展方向,通过技术突破构建差异化竞争壁垒,不仅为用户提供专业级健康保障,更以产业升级驱动经济价值增长,助力空气净化行业向高效化、绿色化、智能化的高质量发展目标迈进。目前,项目团队已与山西中科璐安紫外光电科技有限公司开展校企产学研战略合作,推进产品商业化落地。

青年是国家的希望、民族的未来。作为大学生,我们当以科研创新为己任,紧扣国家需求导向,以科技突破践行报国之志,推进“健康中国”建设,为实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献青春力量。