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Metodo y dispositivo de produccion de oxigeno singulet. Download PDF

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Abstract

Dispositivo para producir oxígeno singulet, comprendiendo un alojamiento (1) que forma una cámara que tiene al menos dos superficies enfrentadas, siendo transparente una (4) de estas superficies, mientras que la otra superficie (6) está cubierta por una capa hecha de un colorante excitable a la luz y una fuente de iluminación (3) dispuesta para irradiar la otra superficie (6) cubierto del colorante, caracterizada porque la superficie (6) cubierta con el colorante está formada por un substrato comprendiendo una superficie finamente áspera, y en la que el colorante es introducido por pulimentado en las mellas de la superficie finamente áspera.

Description

Método y dispositivo para producir oxígeno singulet.
La invención se refiere a un dispositivo para producir oxígeno singulet del tipo mencionado en el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un método para producir una superficie cubierta con un colorante para dicho dispositivo.
Dicho dispositivo para producir oxígeno singulet es conocido desde la WO 97/29044 Al. Con este aparato, una cámara está formada con dos superficies divisorias, siendo transparente una de estas superficies, mientras que la otra superficie está cubierta por una capa hecha de un colorante excitable por una radiación luminosa. La superficie cubierta del colorante es irradiada con la luz procedente de una fuente de iluminación dispuesta adyacente a la superficie transparente. La fuente de iluminación es preferentemente una lámpara de halógeno, y la superficie transparente filtra una cierta parte de radiación, de manera que se obtiene una radiación con un espectro de frecuencia predeterminado. Estas radiaciones luminosas actúan sobre el colorante dispuesto sobre la superficie cubierta de colorante, y el oxígeno que fluye de esta superficie es llevado a una condición excitada para formar oxígeno singulet. La capa de colorante es aplicada por métodos cinéticos, termales o químicos sobre una superficie finamente áspera o sobre una superficie microporosa. La eficacia de este aparato conocido es baja y la producción de la superficie cubierta con colorante es bastante cara y, además, se genera gran cantidad de calor por el uso de la lámpara de halógeno.
Por la patente US 4579837, es además conocido depositar varias capas de colorante orgánico policristalino sobre un substrato, como por ejemplo tripaflavina, eosina o tetraceno. También en este caso la producción de la superficie cubierta con colorante es bastante cara.
El objeto de la invención es proporcionar un dispositivo así como un método del tipo mencionado anteriormente, que logra la producción de singulet oxígeno con alta eficacia y bajo coste.
Este problema es solucionado por las características expuestas en las reivindicaciones 1 y 14, respectivamente.
Los desarrollos y las realizaciones ventajosas de la invención son expuestas en las subreivindicaciones respectivas.
Con el dispositivo según la invención, en los finos poros sobre la superficie del substrato se introduce una única capa de colorante ejerciendo presión y fricción, siendo dicha superficie de aspereza fina o finamente rugosa y el colorante introducido por pulimentado en las mellas de la superficie de aspereza fina. La profundidad de las mellas o poros determina el grosor de la capa de colorante. En esta manera, el esfuerzo para producir la superficie cubierta del colorante es bastante bajo. Además, con este método, los características del colorante no resultan perjudi-
cadas.
La excitación del colorante es realizada preferentemente por fotodiodos que adaptan la emisión de longitud de onda al pico de absorción del colorante respectivo, estando ligado este pico de absorción común con la mayor parte de los colorantes a continuación mencionados, sobre todo en la banda de 600 a 680 nm, una banda en la que se encuentran comercialmente disponibles los fotodiodos con una emisión de longitud de onda relativamente restrin.
Dado que los fotodiodos convencionales pueden ser usados para excitar el colorante, por una parte, se obtiene una estructura simple y rentable, y por otra parte, se logra una completa eficacia del dispositivo en vista de la alta eficacia de emisión de luz de dichos fotodiodos.
El colorante puede ser phtalocianina por ejemplo verde o azul, metileno azul, rosa de Bengala, porfirina (zinc tetrafenilporfirina) o eosina.
El substrato puede ser preferentemente un disco de plexiglás, un disco de cristal o incluso un disco metálico que tiene una superficie aislada, preferentemente un disco anodizado de aluminio.
Para su distribución uniforme, el colorante puede ser disuelto en un solvente y puede ser uniformemente distribuido sobre la superficie dentro de un campo electromagnético, o el substrato puede ser electrostáticamente cargado y expuesto a una niebla de colorante.
Para obtener los huecos o poros, el sustrato puede ser hecho áspero mediante un procedimiento de chorro de arena.
La invención será explicada más detalladamente con referencia a las realizaciones mostradas en los dibujos, en donde:
La figura 1 es una realización del dispositivo para la activación de aire,
La figura 2 es una realización del dispositivo para activar líquidos.
La realización del dispositivo que muestra la figura 1 comprende un alojamiento que, en la realización mostrada, tiene una sección cilíndrica, pero también puede ser alargada o tener cualquier otro corte transversal. Este alojamiento forma una cámara limitada por una primera superficie 4 formada por un plato de cristal de cubierta o por cualquier otro plato transparente a la luz, así como por una superficie 6 cubierta con un colorante. Entre el plato de cristal de cubierta 4 y la superficie 6 cubierta con el colorante, una guía de aire y/o un espaciador 5 pueden ser dispuestos para obtener un contacto íntimo entre el oxígeno o el gas que contiene el oxígeno guiados a través de la cámara y la superficie cubierta 6.
Sobre el lado del plato de cristal de cubierta 4, que está enfrentado a la superficie cubierta 6, está dispuesta una tarjeta de circuito impreso 2, la cual carga de luz los fotodiodos 3, que iluminan el colorante sobre la superficie 6 a través del plato de cristal de cubierta 4.
La superficie 6 está cubierta con el colorante, tomando esta superficie como la superficie superior del substrato, que es obtenida finamente áspera y así provista de microporos en los que el colorante es pulimentado ejerciendo presión.
Para obtener una distribución uniforme del colorante sobre la superficie cubierta 6, el colorante puede ser disuelto en un solvente apropiado y luego uniformemente distribuido sobre la superficie dentro de un campo electromagnético, o el substrato es electrostáticamente cargado y expuesto a una niebla de colorante, por lo que el campo electrostático atrae el polvo de colorante, de manera que también se obtiene una tenue y uniforme distribución de las partículas de colorante sobre la superficie.
En ambos casos, la superficie es pulida posteriormente de manera que se obtenga una adherencia estable y uniformemente tenue del colorante sobre la superficie de fina aspereza.
Los colorantes usados son, sobre todo, phtalocianina, porfirina (zinc tetrafenilporfirina) y eosina. Estos colorantes tienen una banda de longitud de onda de absorción máxima de entre aproximadamente 600 nm y 680 nm, y los fotodiodos que tienen una emisión de luz en esta banda de longitud de onda están disponibles comercialmente sin ningún problema. El pico de excitación del oxígeno singulet, es decir la energía liberada en el retorno del oxígeno a su estado fundamental, está en 634.3 nm. La energía de excitación para el 1 oxígeno preferentemente debería tener una longitud de onda ligeremante por debajo de
634.3 nm.
Sobre la superficie de colorante excitada por la radiación luminosa de los fotodiodos, en la formación de "exitonic" se producen golpes contra las moléculas de oxígeno, que están contenidas dentro del gas alimentado a través de la cámara, los electrones periféricos de las moléculas de oxígeno reaccionan con saltos a las siguientes órbitas ocupadas de manera incompleta por electrones, de manera que condiciona 1 los resultados de oxígeno singulet.
Un gas que contiene oxígeno u oxígeno puro puede ser alimentado a la cámara formada entre el plato de cubierta 4 y la superficie 6 cubierta de colorante por medio de una entrada 7 y puede ser vaciado a través de una salida 8, como muestra la figura 1.
En la realización mostrada en la figura 2 han sido omitidas las entradas y salidas de gas y un substrato transparente a la luz está dispuesto antes de que sea usado el gas que contiene oxígeno. El lado del substrato que no está cubierto de colorante está en contacto directo con la superficie 9 de un cuerpo o con un líquido que será expuesto como estados límites entre un electrón y un agujero producido en el colorante por la radiación luminosa.

Claims (17)

1. Dispositivo para producir oxígeno singulet, comprendiendo un alojamiento (1) que forma una cámara que tiene al menos dos superficies enfrentadas, siendo transparente una (4) de estas superficies, mientras que la otra superficie (6) está cubierta por una capa hecha de un colorante excitable a la luz y una fuente de iluminación (3) dispuesta para irradiar la otra superficie (6) cubierto del colorante, caracterizada porque la superficie (6) cubierta con el colorante está formada por un substrato comprendiendo una superficie finamente áspera, y en la que el colorante es introducido por pulimentado en las mellas de la superficie finamente áspera.
2. Dispositivo para producir oxígeno singulet según la reivindicación 1, caracterizado en que la fuente de iluminación está formada por fotodiodos (3) cuya emisión luminosa presenta una longitud de onda prevista en el rango de la absorción máxima de radiación del colorante de la superficie cubierta (6).
3. Dispositivo para producir oxígeno singulet según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el colorante es phtalocianina.
4. Dispositivo para producir oxígeno singulet según la reivindicación 2 o 3, caracterizado en que el colorante es phtalocianina verde.
5. Dispositivo para producir oxígeno singulet según la reivindicación 2, caracterizado en que el colorante es phtalocianina azul.
6. Dispositivo para producir oxígeno singulet según la reivindicación 1, caracterizado en que el colorante es metileno azul.
7. Dispositivo para producir oxígeno singulet según la reivindicación 1, caracterizado en que el colorante es rosa de Bengala.
8. Dispositivo para producir oxígeno singulet según la reivindicación 1 o 2, caracterizado en que el colorante es porfirina (zinc tetrafenilporfirina).
9. Dispositivo para producir oxígeno singulet según la reivindicación 1, caracterizado en que el
colorante es eosina.
10. Dispositivo para producir oxígeno singulet según la reivindicación 1, caracterizada porque la emisión luminosa de los fotodiodos está comprendida en una banda espectral entre aproximadamente 600 nm y 680 nm.
11. Dispositivo para producir oxígeno singulet según la reivindicación 1, caracterizado en que el substrato comprende un disco de plexiglás.
12. Dispositivo para producir oxígeno singulet según la reivindicación 1, caracterizado en que el substrato comprende un disco de cristal.
13. Dispositivo para producir oxígeno singulet según la reivindicación 1, caracterizado en que el substrato comprende un plato anodizado de aluminio.
14. Método para producir una superficie cubierta de colorante para un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un substrato está provisto con una superficie finamente áspera en la que el colorante está uniformemente distribuido e introducido en los poros de la superficie finamente áspera ejerciendo presión y pulimentado.
15. Método para producir una superficie cubierta de colorante para un dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque para la uniforme distribución del colorante, el colorante es disuelto en un solvente y es uniformemente distribuido sobre dicha superficie dentro de un campo electromagnético.
16. Método para producir una superficie cubierta de colorante para un dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque para la uniforme distribución del colorante, el substrato es electrostáticamente cargado y expuesto a una niebla de coloran-
te.
17. Método para producir una superficie cubierta de colorante para un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 14 - 16, caracterizado porque un disco de material plástico es usado como substrato y es hecho finamente áspero por un método de chorro de arena.
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