ES2283445T3 - Metodo y dispositivo de produccion de oxigeno singulet. - Google Patents
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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.
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.
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.
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.
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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