发射紫外线的玻璃可清除微生物膜造成的污损 解决一系列水下问题

当任何物质在海水中放置足够长的时间后，细菌、真菌、藻类和其他海洋微生物就会在其表面形成一层黏糊糊的薄膜。藤壶等大型生物就会在这层薄膜上立足，并以此为家，不断生长繁殖。

不用说，这种涂层会大大降低船体的流体动力，使船只在一定速度下行驶时耗费更多燃料。生物膜还对水下结构、防护网甚至海水淡化厂造成问题。

这种现象被称为生物污损。防止这种现象的主要方法包括在水下表面涂上抗菌涂料（可能会对环境造成危害）或特殊的不粘材料（必须经常重新涂抹）。

一种建议的替代方法是用外部紫外线照射表面，紫外线可以杀死微生物。但遗憾的是，紫外线离光源越远，效果就越差，而且浑浊的水也会吸收紫外线。

这就是紫外线发光玻璃（UEG）的作用所在。它不是由单独的光源照射，而是光源。

Leila Alidokht（左）和 Mariana Lanzarini-Lopes（右）与研究生研究助理 Athira Haridas（中）一起研究紫外线发射玻璃 马萨诸塞大学阿默斯特分校

这种材料是由马萨诸塞大学阿默斯特分校工程师领导的科学家团队创造的，它由一个普通的玻璃载玻片组成，载玻片背面涂有一层二氧化硅纳米粒子和透明聚合物。

紫外线发光二极管不会将光线投射到玻璃的正面或背面，而是投射到玻璃的一个边缘，当紫外线穿过玻璃的厚度时，它们会被纳米粒子散射和扩散，纳米粒子会反射紫外线，但不会吸收紫外线。

因此，紫外线发光玻璃的整个正面（水侧）都能均匀地发出紫外线。在保持令人满意的可见光和红外线透射率的同时，其效果比以同样方式照射的未镀膜玻璃好 10 倍。

在对该技术的测试中，UEG 幻灯片和未涂层的对照幻灯片被浸没在佛罗里达州卡纳维拉尔港的海水中长达 20 天。试验结束后发现，UEG 能将可见生物膜的生长减少 98%

无生物膜 UEG 幻灯片与无涂层对照样品的比较

科学家们现在计划用更大的玻璃片进行实验，这些玻璃片被浸没的时间将更长。

该研究的第一作者、博士后助理研究员 Leila Alidokht 说："所开发的技术可用于透明表面的消毒，如船舶窗户、浮球和系泊浮标、相机镜头以及海洋学、农业和水处理应用中的传感器。"

有关这项研究的论文最近发表在《生物膜》杂志上。