KR20200028611A - Ultra Violet Sterilizing Apparatus using Lens Array - Google Patents

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Abstract

The ultraviolet sterilization device of the present invention comprises an ultraviolet lamp unit for irradiating ultraviolet light to water to be treated, and a reflecting unit for reflecting ultraviolet light passing through the water to be treated. The reflecting unit can include a plurality of nano-sized concave lenses formed by anodizing treatment on an aluminum plate, and the diameter and number of each lens are formed to form a plurality of foci as ultraviolet light reflected from each different lens gathers in the water to be treated. Since the ultraviolet light irradiated as an object to be sterilized and disinfected is reflected through the lens array and again forms a focus in the water, the sterilization power can be improved by increasing both the irradiation time and the dose of ultraviolet light.

Description

렌즈 어레이를 이용한 자외선 살균 장치{ Ultra Violet Sterilizing Apparatus using Lens Array }Ultraviolet Sterilizing Apparatus using Lens Array}

본 발명은 자외선 살균 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자외선을 반사하는 다수의 렌즈를 이용하여 음용수나 하수 등 각종 처리 대상 물에 대한 살균을 더욱 효과적으로 수행할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for sterilizing ultraviolet rays, and more particularly, to a device capable of more effectively sterilizing water to be treated, such as drinking water or sewage, using a plurality of lenses that reflect ultraviolet rays.

자외선(UV: Ultra Violet)은 처리 대상 물에 들어 있는 바이러스, 박테리아, 곰팡이 등에 대한 살균과 소독을 위하여 자주 사용된다.Ultraviolet rays (UV) are frequently used for sterilization and disinfection of viruses, bacteria, and fungi in water to be treated.

자외선 조사(照射, irradiation)는 동일한 DNA 가닥 상의 인접 피리미딘(pyrimidine) 사이에 피리미딘 이합체(pyrimidine dimer)의 형성을 포함하여 게놈 DNA에 병변을 유도한다. 그러한 DNA 병변이 나타나면, RNA 합성과 DNA 복제를 할 수 없게 되어 성장과 증식이 억제된다.UV irradiation induces lesions in genomic DNA, including the formation of pyrimidine dimers between adjacent pyrimidines on the same DNA strand. When such a DNA lesion appears, RNA synthesis and DNA replication cannot be performed, and growth and proliferation are inhibited.

자외선 조사에 의한 각종 미생물의 비활성화는 자외선 파장과 선량 모두에 의존하며, DNA는 더 높은 파장보다는 260nm 근처의 파장에서 더 큰 자외선 에너지를 흡수한다.Inactivation of various microorganisms by ultraviolet irradiation depends on both the ultraviolet wavelength and the dose, and DNA absorbs more ultraviolet energy at wavelengths near 260 nm than at higher wavelengths.

그러므로, UVB(280nm~320nm) 또는 UVA(320nm~400nm) 보다 UVC(200nm~280nm)에 의해 조사된 플라스미드 DNA에서 더 많은 수의 피리미딘 이합체가 발견된다.Therefore, a greater number of pyrimidine dimers are found in plasmid DNA irradiated by UVC (200 nm to 280 nm) than UVB (280 nm to 320 nm) or UVA (320 nm to 400 nm).

UVC는 UVB 및 UVA 보다 미생물을 비활성화시키는데 더 효과적이며, 이에 따라 일반적으로 UVC가 자외선 기반의 살균 처리에 적용된다.UVC is more effective at deactivating microorganisms than UVB and UVA, so UVC is generally applied to ultraviolet-based sterilization treatment.

자외선 비활성화의 효과는 자외선 조사 기간에 의존하는 것으로 알려져 있으며, 대장균 등이 UVC에 오래 노출되면 DNA 내에 피리미딘 이합체가 많아지고 생존율이 낮아진다.The effect of UV deactivation is known to depend on the duration of UV irradiation, and when E. coli and the like are exposed to UVC for a long time, the pyrimidine dimer in DNA increases and the survival rate decreases.

미생물의 비활성화와 관련된 자외선 선량 의존성은 광범위하게 연구되어 여러 논문에 요약되어 있다. 또한, 다양한 미생물을 비활성화하기 위해 필요한 자외선 선량은 자외선 기반 수처리 시스템 제조 업체들에 의해 문서화되어 있다.The ultraviolet dose dependence associated with microbial inactivation has been extensively studied and summarized in several papers. In addition, the UV dose required to inactivate various microorganisms has been documented by manufacturers of UV-based water treatment systems.

예를 들어, 자외선 조사를 통해 물속 대장균의 90%, 99%, 99.9%, 및 99.99%를 감소시키기 위해서는 260nm 파장에서 각각 5, 9, 14, 및 18 mJ cm-2 의 선량이 필요하다는 것이 보고되어 있다.For example, it has been reported that doses of 5, 9, 14, and 18 mJ cm -2 at 260 nm wavelength, respectively, are required to reduce 90%, 99%, 99.9%, and 99.99% of E. coli in water through UV irradiation. It is done.

한편, 물을 오염시키는 미생물에는 바이러스, 박테리아, 원생동물 등 다양한 종류가 존재하고, 이들은 물속에 무작위로 분포하며, 그 크기는 20~1,000nm, 1~8μm, 10~50μm 등 다양하다.On the other hand, there are various types of microorganisms contaminating water, such as viruses, bacteria, and protozoa, and they are randomly distributed in water, and their sizes vary from 20 to 1,000 nm, 1 to 8 μm, and 10 to 50 μm.

그러므로, UV 비활성화의 효과를 향상시키기 위해서는 물속 미생물의 크기와 분포가 고려되어야 한다.Therefore, in order to improve the effect of UV deactivation, the size and distribution of microorganisms in water must be considered.

또한, 자외선을 이용한 미생물의 비활성화 효과는 물속 미생물에 자외선을 집중시킴으로써 향상될 수 있다.In addition, the deactivation effect of microorganisms using ultraviolet rays can be improved by concentrating ultraviolet rays on microorganisms in water.

이와 관련하여, 반사 금속 시트를 배치함으로서 자외선을 다시 물속으로 반사시키는 방법이 고려될 수 있다. 그러나, 평면 형태의 자외선 반사로는 물속 미생물에 대한 자외선 집중 효과를 기대하기 어렵기 때문에, 효과적으로 자외선을 집중시킬 수 있는 방안이 필요하다.In this regard, a method of reflecting ultraviolet rays back into water by disposing a reflective metal sheet may be considered. However, since it is difficult to expect an ultraviolet concentration effect on microorganisms in water in a planar ultraviolet reflector, a method of effectively concentrating ultraviolet rays is required.

이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 렌즈 어레이를 이용하여 물속 미생물에 자외선을 집중시켜 살균과 소독 효과를 향상시킬 수 있는 자외선 살균 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been devised to meet the above needs, and an object thereof is to provide an ultraviolet sterilization device capable of improving sterilization and disinfection effects by concentrating ultraviolet light on microorganisms in water using a lens array.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 렌즈 어레이를 이용한 자외선 살균 장치는, 처리 대상 물에 자외선을 조사(照射)하는 자외선 램프부; 및 상기 처리 대상 물을 통과한 자외선을 상기 처리 대상 물로 다시 반사하는 반사부를 포함하여 이루어지며, 상기 반사부는 복수 개의 렌즈를 포함한다.In order to achieve the above object, an ultraviolet sterilization apparatus using a lens array according to the present invention includes: an ultraviolet lamp unit that irradiates ultraviolet light on water to be treated; And a reflecting part that reflects the ultraviolet light passing through the water to be treated back to the water to be treated, and the reflecting part includes a plurality of lenses.

상기 렌즈는 오목 렌즈 및 볼록 렌즈 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The lens may include at least one of a concave lens and a convex lens.

상기 자외선 램프부는 상기 처리 대상 물을 일시 보관하는 수조의 외부에서 자외선을 조사하고, 상기 반사부는 상기 수조의 외부에 상기 자외선 램프부를 마주 보도록 배치될 수 있다.The ultraviolet lamp unit may irradiate ultraviolet light from the outside of the water tank temporarily storing the water to be treated, and the reflective unit may be arranged to face the ultraviolet lamp unit outside the water tank.

상기 반사부는 알루미늄 판을 이용하여 구성될 수 있으며, 알루미늄 판에 대한 양극 산화 처리를 통해 형성된 다수의 오목 렌즈를 포함할 수 있다.The reflector may be configured using an aluminum plate, and may include a plurality of concave lenses formed through anodizing treatment on the aluminum plate.

상기 렌즈는 수산에서 60V의 전압을 공급하여 이루어지는 양극 산화를 통해 형성될 수 있다.The lens may be formed through anodization made by supplying a voltage of 60 V in fisheries.

상기 렌즈의 직경은 85nm 이상 95nm 이하로 구성될 수 있다.The diameter of the lens may be composed of 85nm or more and 95nm or less.

상기 렌즈의 개수는 156개/μm2 이상 166개/μm2 이하로 구성될 수 있다.The number of lenses may be 156 / μm 2 or more and 166 / μm 2 or less.

상기 렌즈의 직경과 개수는, 서로 다른 렌즈에서 반사된 자외선이 상기 처리 대상 물 속에서 모여 복수 개의 초점을 형성하도록 구성될 수 있다.The diameter and number of the lenses may be configured such that ultraviolet rays reflected from different lenses gather in the water to be treated to form a plurality of focal points.

이때 상기 초점 사이의 수평 거리는 1μm 이하가 되도록 구성될 수 있다.At this time, the horizontal distance between the focal points may be configured to be 1 μm or less.

본 발명에서 살균과 소독의 대상으로 조사된 자외선은 렌즈 어레이를 통해 반사되어 다시 물속에서 여러 초점을 형성한다. 이에 따라, 자외선의 조사 시간과 선량을 모두 증가시켜, 살균력을 향상시킬 수 있다.In the present invention, the ultraviolet light irradiated as the object of sterilization and disinfection is reflected through the lens array to form several focal points in water again. Accordingly, it is possible to increase both the irradiation time and the dose of ultraviolet light, thereby improving the sterilizing power.

도 1은 본 발명에 따른 자외선 살균 장치의 일 실시예,
도 2는 각 렌즈에서 반사된 자외선이 물 속에서 다시 초점을 형성하는 것을 설명하는 예,
도 3은 알루미늄에 대한 양극 산화를 통해 다수의 오목 렌즈가 형성되는 과정을 설명하는 예,
도 4는 본 발명에 따른 실험 장치의 예,
도 5는 각 경계면에서의 자외선 반사를 설명하는 예,
도 6은 양극 산화로 형성된 렌즈 어레이의 실제 모습에 관한 예,
도 7은 렌즈의 직경과 개수의 관계에 관한 예,
도 8과 도 9는 렌즈를 형성하기 위하여 사용된 양극 산화 조건에 따른 살균 효과를 설명하는 예,
도 10은 개별 렌즈에서 반사된 자외선이 형성하는 초점의 예,
도 11과 도 12는 여러 렌즈에서 각각 반사된 자외선이 모여 초점을 형성하는 것을 보인 예,
도 13은 알루미늄의 양극 산화 조건에 따른 렌즈 크기를 보인 예이다.
1 is an embodiment of an ultraviolet sterilization device according to the present invention,
2 is an example for explaining that the ultraviolet rays reflected from each lens form focus again in the water,
Figure 3 is an example for explaining the process of forming a plurality of concave lenses through anodization for aluminum,
4 is an example of an experimental apparatus according to the present invention,
5 is an example for explaining ultraviolet reflection at each interface,
Figure 6 is an example of the actual appearance of the lens array formed by anodization,
7 is an example of the relationship between the diameter and the number of lenses,
8 and 9 are examples for explaining the sterilizing effect according to the anodic oxidation conditions used to form a lens,
10 is an example of focus formed by ultraviolet rays reflected from individual lenses,
11 and 12 are examples in which ultraviolet rays reflected from various lenses gather to form a focus,
13 is an example showing a lens size according to anodization conditions of aluminum.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.The present invention can be applied to a variety of transformations and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the description of the present invention, when it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described herein, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

도 1은 본 발명에 따른 렌즈 어레이를 이용한 자외선 살균 장치(100)의 일 실시예를 보인 것으로서, 처리 대상 물(Water, 220)에 자외선(111)을 조사(照射)하는 자외선 램프부(110)와, 처리 대상 물(220)을 통과한 자외선을 처리 대상 물(220)로 다시 반사하는 반사부(120)를 포함하여 이루어진다.1 shows an embodiment of an ultraviolet sterilization apparatus 100 using a lens array according to the present invention, an ultraviolet lamp unit 110 irradiating ultraviolet rays 111 to water (220) to be treated And, it comprises a reflector 120 for reflecting the ultraviolet light that has passed through the water to be treated 220 back to the water to be treated 220.

자외선 램프부(110)가 조사하는 자외선의 파장은 다양하게 구성될 수 있다.The wavelength of ultraviolet light irradiated by the ultraviolet lamp unit 110 may be variously configured.

구체적인 예로서 파장이 200nm~280nm인 자외선(UVC)을 조사하도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As a specific example, it may be configured to irradiate ultraviolet (UVC) having a wavelength of 200 nm to 280 nm, but is not limited thereto.

반사부(120)는 처리 대상 물(220)을 통과한 자외선을 처리 대상 물로 다시 반사하는 역할을 수행한다. 특히 반사부(120)는 자외선을 반사할 수 있는 복수 개의 렌즈를 포함하여 이루어진다.The reflector 120 serves to reflect the ultraviolet light that has passed through the target water 220 back to the target water. In particular, the reflector 120 includes a plurality of lenses capable of reflecting ultraviolet rays.

렌즈는 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어 각 렌즈는 오목 렌즈나 볼록 렌즈로 이루어질 수 있다.The lens can be configured in various ways. For example, each lens may consist of a concave lens or a convex lens.

반사부(120)를 여러 개의 렌즈로 구성하면, 자외선 램프부(110)로부터 조사된 자외선이 각 렌즈에서 반사된 후 처리 대상 물(220) 속에서 초점을 형성할 수 있게 된다. 이에 따라, 그 위치에 자외선의 선량을 집중시켜 살균 및 소독 효과를 향상시킬 수 있게 된다.When the reflector 120 is composed of a plurality of lenses, ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet lamp unit 110 are reflected from each lens, and thus a focus can be formed in the water 220 to be treated. Accordingly, it is possible to improve the sterilization and disinfection effect by concentrating the dose of ultraviolet rays at the location.

도 2는 여러 개의 오목 렌즈에서 반사된 자외선이 처리 대상 물속에서 초점(F)을 형성하는 것을 나타내며, 여러 개의 렌즈로부터 반사된 자외선이 각 초점에 집중되어 선량을 증가시킬 수 있음을 보여준다. 초점 중 하나에만 참조부호 'F'를 표시했으나, 여러 개의 초점이 형성됨을 알 수 있다.2 shows that the ultraviolet rays reflected from the plurality of concave lenses form the focal point F in the water to be treated, and shows that the ultraviolet rays reflected from the plurality of lenses are concentrated at each focus to increase the dose. Although the reference symbol 'F' is displayed only in one of the focal points, it can be seen that several focal points are formed.

이러한 초점(F)의 위치는 렌즈의 직경과 개수 등의 요인에 의존할 수 있으며, 이러한 요인들은 필요에 따라 적절하게 조절될 수 있다.The position of the focal point F may depend on factors such as the diameter and number of lenses, and these factors may be appropriately adjusted as needed.

살균과 소독의 대상이 되는 처리 대상 물(220)은 음용수나 폐수(하수) 등 다양한 용도로 사용되는 물일 수 있으며, 필요에 따라 다양한 상태에서 살균 및 소독 처리될 수 있다.The water 220 to be treated as a target of sterilization and disinfection may be water used for various purposes such as drinking water or wastewater (sewage), and may be sterilized and sterilized in various conditions as necessary.

도 1에는 처리 대상 물(220)이 수조(210)에 담겨 있는 상태에서 살균 및 소독 처리되는 예가 나타나 있다.1 shows an example of sterilization and disinfection treatment in a state in which the water to be treated 220 is contained in the water tank 210.

자외선 램프부(110)는 처리 대상 물과 관련하여 다양하게 배치될 수 있다.The UV lamp unit 110 may be variously disposed in relation to water to be treated.

예를 들어, 자외선 램프부(110)는 수조(210)의 외부에서 수조(210) 내의 처리 대상 물(220)로 자외선을 조사하도록 배치되고, 반사부(120)는 자외선 램프부(110)를 마주 보도록 배치될 수 있다.For example, the ultraviolet lamp unit 110 is arranged to irradiate ultraviolet light from the outside of the water tank 210 to the water 220 to be treated in the water tank 210, and the reflector 120 is provided with the ultraviolet lamp unit 110. It can be arranged to face each other.

이때 처리 대상 물(220)을 통과한 자외선이 반사부(120)로 입사되고, 반사부(120)에서 반사된 자외선이 다시 처리 대상 물(220)로 진행하는 수조 부분은 투명한 재질로 구성된다. 구체적인 예로서, 자외선 램프부(110)가 수조(210)의 상측에 배치되어 아래에 위치하는 처리 대상 물(220)에 수직으로 자외선(111)을 조사한다면, 반사부(120)는 수조(210)의 바닥면 하측에 배치될 수 있으며, 적어도 수조(210)의 바닥면은 투명하게 구성된다.At this time, the ultraviolet light that has passed through the water to be treated 220 is incident on the reflector 120, and the portion of the water tank through which the ultraviolet light reflected from the reflector 120 goes back to the water 220 to be treated is made of a transparent material. As a specific example, if the ultraviolet lamp unit 110 is disposed on the upper side of the water tank 210 and irradiates the ultraviolet light 111 vertically to the water 220 to be disposed below, the reflector 120 is the water tank 210 ) May be disposed under the bottom surface, and at least the bottom surface of the water tank 210 is configured to be transparent.

반사부(120)를 구성하는 렌즈의 직경과 개수는 각 렌즈에서 반사된 자외선이 처리 대상 물 속에서 적어도 하나 이상의 초점을 형성하도록 구성된다.The diameter and the number of lenses constituting the reflector 120 are configured such that ultraviolet rays reflected from each lens form at least one focus in water to be treated.

초점의 거리는 복수의 렌즈에 반사된 자외선의 중첩에 따라 수 마이크로 미터부터 수 밀리미터까지의 거리로 구성될 수 있다. The focal length may be configured as a distance from a few micrometers to a few millimeters depending on the overlap of ultraviolet rays reflected by a plurality of lenses.

또한, 각 초점 사이의 수평 거리는 다양하게 구성될 수 있는 것으로서, 살균 및 소독의 대상이 되는 객체의 크기와 관련하여 결정될 수도 있다. 예를 들어 살균 대상의 크기가 마이크로 미터 단위라면, 초점 사이의 수평 거리는 1μm 이하가 되도록 구성될 수 있다.In addition, the horizontal distance between each focal point may be variously configured, and may be determined in relation to the size of an object to be sterilized and disinfected. For example, if the size of the object to be sterilized is in micrometers, the horizontal distance between the focal points may be configured to be 1 μm or less.

여러 렌즈를 구비하는 반사부(120)는 다양한 방법으로 제조될 수 있다.The reflector 120 having various lenses may be manufactured in various ways.

구체적인 예로서, 반사부(120)는 알루미늄 판을 이용하여 구성될 수 있는 데, 알루미늄 판에 양극 산화 처리를 함으로써, 다수의 미세한 오목 렌즈가 형성된 알루미늄 판을 얻을 수 있다. 이때 렌즈의 직경과 개수 등은 양극 산화 처리에 사용되는 산성 용액의 종류와 인가되는 전압 등에 따라 결정될 수 있다.As a specific example, the reflector 120 may be configured using an aluminum plate. By performing anodizing treatment on the aluminum plate, an aluminum plate having a plurality of fine concave lenses can be obtained. At this time, the diameter and number of lenses may be determined according to the type of acidic solution used for anodizing treatment and the applied voltage.

도 3A는 양극 산화된 알루미늄 산화막의 세부 구조를 나타낸 것으로서, 알루미늄을 양극 산화 처리하면 표면 구조가 여러 셀로 이루어지게 되며, 각 셀의 하부가 곡면을 나타내기 때문에 이를 이용하여 오목 렌즈로 가공할 수 있다.3A shows the detailed structure of the anodized aluminum oxide film, and when anodizing aluminum, the surface structure is composed of several cells, and since the lower part of each cell represents a curved surface, it can be processed into a concave lens using the same. .

도 3B는 알루미늄 양극 산화 과정을 나타낸 것으로서, 알루미늄은 전기 화학적으로 반응하기 때문에 표면이 거울과 같이 마감되도록 전기 화학적으로 연마될 수 있다(전해 연마). 또한, 알루미늄 표면은 산성 조건 하에서 전압을 가하는 양극 산화 공정(anodization)을 통해 육각형으로 배열된 나노 구멍을 갖는 나노 다공성 구조로 제조될 수 있다.3B shows the process of aluminum anodization, and since aluminum reacts electrochemically, the surface can be electrochemically polished to finish like a mirror (electrolytic polishing). In addition, the aluminum surface can be made of a nano-porous structure having nano-pores arranged in a hexagon through anodization, which applies voltage under acidic conditions.

양극 산화 처리에 의해 알루미늄 판 위에 육각형으로 배열된 나노 구멍은 산화 알루미늄(aluminum oxide)의 성장 및 부분 용해와 관련된 전기 화학적 공정에 의해 형성될 수 있다. 즉, 산성 환경에서의 알루미늄의 양극 산화에 의해, 반구형 바닥을 갖는 원통형 나노 구멍이 셀 중앙에 형성된다.The nanopores arranged in a hexagon on the aluminum plate by anodizing treatment may be formed by an electrochemical process related to the growth and partial dissolution of aluminum oxide. That is, by anodizing aluminum in an acidic environment, cylindrical nano-holes having a hemispherical bottom are formed in the center of the cell.

양극 산화 알루미늄(AAO, Anodic Aluminum Oxide)의 셀과 나노 구멍의 크기는 사용되는 전해액과 전압에 따라 다르다.The size of the cell and nano-holes of Anodic Aluminum Oxide (AAO) depends on the electrolyte and voltage used.

옥살산과 인산에서 알루미늄의 양극 산화 처리는 각각 직경 20~100nm와 20~500nm의 나노 구멍을 갖는 나노 다공성 알루미늄을 생성시킨다.Anodizing of aluminum in oxalic acid and phosphoric acid produces nanoporous aluminum with nanopores with diameters of 20-100 nm and 20-500 nm, respectively.

인산에서의 양극 산화 처리는 옥살산에서의 양극 산화 처리로 형성된 것보다 더 큰 셀을 생성할 수 있으며, 양극 산화 알루미늄(AAO) 상의 셀과 나노 구멍의 크기는 양극 산화 전압과 양의 상관 관계가 있다.Anodization treatment in phosphoric acid can produce larger cells than those formed by anodization treatment in oxalic acid, and the size of cells and nano-pores on anodized aluminum (AAO) is positively correlated with anodization voltage. .

그리고, 알루미늄 산화물에 선택적으로 반응하는 화학 용액을 사용하여 양극 산화 알루미늄(AAO)을 제거함으로써, 도 3C에 나타낸 바와 같은 반구 모양의 나노 렌즈 어레이를 얻을 수 있다.Then, by removing anodized aluminum (AAO) using a chemical solution that selectively reacts with aluminum oxide, a hemispherical nano-lens array as shown in FIG. 3C can be obtained.

알루미늄 양극 산화를 이용하여 렌즈들을 형성하는 경우, 산성 용액의 종류와 알루미늄 판에 인가되는 전압 등이 렌즈 형성에 영향을 미치고, 렌즈의 크기와 개수 등에 따라 살균 효율에 차이가 발생한다.In the case of forming the lenses using aluminum anodization, the type of the acidic solution and the voltage applied to the aluminum plate affect the lens formation, and a difference in sterilization efficiency occurs depending on the size and number of lenses.

높은 살균 효과를 얻기 위하여, 렌즈는 수산에서 60V의 전압을 공급하여 이루어지는 양극 산화 과정을 통해 형성될 수 있다. 또한, 렌즈의 직경은 85nm 이상 95nm 이하로 구성되고, 렌즈의 개수는 156개/μm2 ~ 166/μm2 개로 구성될 수 있다.In order to obtain a high sterilization effect, the lens may be formed through an anodic oxidation process made by supplying a voltage of 60 V in fisheries. In addition, the diameter of the lens is composed of 85nm or more and 95nm or less, and the number of lenses may be composed of 156 / μm 2 to 166 / μm 2 .

아래 실험 결과에 따르면, 각 렌즈를 나노 크기로 구성하는 경우, 렌즈 어레이 적용에 따른 자외선 살균 효율의 향상은 단일 렌즈에 의한 자외선 증폭보다는 각기 다른 렌즈에서 반사된 자외선의 집광에 의해 나타날 수 있다.According to the experimental results below, when each lens is configured in a nano size, the improvement of the ultraviolet sterilization efficiency according to the application of the lens array may be caused by condensation of ultraviolet rays reflected from different lenses rather than amplification of ultraviolet rays by a single lens.

이하, 반사부(120)에 구비되는 렌즈가 나노 크기를 갖는 실험예를 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나, 하기의 실험예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로서, 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, an experimental example in which the lens provided in the reflector 120 has a nano size will be described in detail. However, the following experimental examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present application.

[실험예][Experimental Example]

1. 재료 및 방법1. Materials and Methods

1.1. 나노 렌즈 준비1.1. Nano Lens Preparation

알루미늄 기반의 나노렌즈는 알루미늄 전해연마, 양극산화와 더불어 산화 알루미늄의 선택적 용해를 위한 화학적 가공법에 의해 생산되었다.The aluminum-based nanolens was produced by electrolytic polishing, anodization, and chemical processing for selective dissolution of aluminum oxide.

직사각형(15mm × 80mm)으로 재단한 알루미늄(alloy 1050)의 표면을 세척하기 위하여, 알루미늄을 아세톤이 담긴 초음파 처리 배스(sonication bath, Branson 3800, Branson, Danbury, CT, USA)에서 탈지시킨 후, 증류수로 린스 하고 이후 건조하였다.To clean the surface of aluminum (alloy 1050) cut into a rectangle (15 mm × 80 mm), the aluminum was degreased in an ultrasonication bath (acetation bath, Branson 3800, Branson, Danbury, CT, USA) containing acetone, and then distilled water. Rinse with and then dry.

알루미늄 전해연마 및 양극산화는 DC 전원공급기(regulated DC power supply, HYP-12005D, Han Young Electronic, Incheon, Korea), anode clamp, 탄소 전극(40mm × 100mm; Moon Hwa Titan Art, Incheon, Korea), 이중 비이커, 그리고 순환항온조(circulating constant-temperature bath, CCA-112A, Eyela, Tokyo, Japan)로 구성된 가공 시스템을 이용하였다.Aluminum electropolishing and anodizing are regulated DC power supply (HYP-12005D, Han Young Electronic, Incheon, Korea), anode clamp, carbon electrode (40mm × 100mm; Moon Hwa Titan Art, Incheon, Korea), double A processing system consisting of a beaker and a circulating constant-temperature bath (CCA-112A, Eyela, Tokyo, Japan) was used.

알루미늄 전해연마는 에틸 알코올, 에틸렌 글리콜, 과염소산, 물(71 : 10 : 7 : 12)로 구성된 전해연마 용액으로 채워진 이중 비이커에서 양극에 알루미늄 스트립을 위치시키고, 알루미늄 스트립에 5°C에서 40초 동안 42.5V의 전기를 공급하여 이루어졌다.For aluminum electropolishing, place the aluminum strip on the anode in a double beaker filled with an electropolishing solution consisting of ethyl alcohol, ethylene glycol, perchloric acid, and water (71: 10: 7: 12), and for 40 seconds at 5 ° C on the aluminum strip. This was achieved by supplying 42.5V of electricity.

이후 전해연마 된 알루미늄 스트립을 증류수로 닦아내고, 건조시켜 보관하였다. 알루미늄 양극산화를 위해 전해연마된 알루미늄을 가공 시스템의 양극에 위치시키고, 0.3M 수산 또는 1M 인산 용액에서 직류 전기를 1분간 공급하였다.Thereafter, the electrolytically polished aluminum strip was wiped off with distilled water and stored by drying. For the anodic oxidation of aluminum, electropolished aluminum was placed on the anode of the processing system, and DC electricity was supplied for 1 minute in a 0.3M hydroxy or 1M phosphoric acid solution.

0.3M 수산을 이용한 양극산화의 경우 40V, 60V, 80V의 전압을 공급하였고, 1.0M 인산을 이용한 양극산화의 경우 80V, 100V, 120V의 전압을 공급하였다.For anodization using 0.3M oxalic acid, voltages of 40V, 60V, and 80V were supplied, and for anodization using 1.0M phosphoric acid, voltages of 80V, 100V, and 120V were supplied.

양극산화된 알루미늄은 증류수로 세척하고, 건조한 후 보관하였다. 양극산화를 통해 알루미늄 표면에 생성된 알루미늄 산화막을 제거하기 위하여, 양극산화된 알루미늄을 0.15M의 크롬산과 0.6M의 인산으로 구성된 용액(65°C)에서 약 8시간 동안 침지하였다.The anodized aluminum was washed with distilled water, dried and stored. In order to remove the aluminum oxide film formed on the aluminum surface through anodization, the anodized aluminum was immersed in a solution (65 ° C) consisting of 0.15M chromic acid and 0.6M phosphoric acid for about 8 hours.

1.2. 나노렌즈를 이용한 E.coli O157:H7 자외선 살균1.2. E.coli O157: H7 UV sterilization using nano lens

도 4를 참조하자면, 전기화학적으로 생산된 나노렌즈 어레이를 포함하는 반사부(120)를 두께 2mm의 석영 비이커(230)의 외부 바닥에 위치시키고, 석영 비이커(230)에 약 5~6 log CFU mL-1 수준의 E. coli O157:H7 ATCC 35150을 포함하는 증류수 50mL를 석영 비이커(230)에 첨가하였다.Referring to FIG. 4, the reflector 120 including the nano-lens array produced electrochemically is placed on the outer bottom of the quartz beaker 230 having a thickness of 2 mm, and about 5-6 log CFU is placed in the quartz beaker 230. 50 mL of distilled water containing E. coli O157: H7 ATCC 35150 at mL- 1 level was added to the quartz beaker 230.

그리고, 마그네틱 교반기(240)를 이용한 교반과 함께 자외선(UVC; 254 nm)을 조사하여 증류수에 포함된 E. coli O157:H7 살균을 유도하였다.In addition, E. coli O157: H7 sterilization contained in distilled water was induced by irradiating ultraviolet rays (UVC; 254 nm) with stirring using a magnetic stirrer 240.

자외선 램프부(110)와 증류수 표면과의 거리는 약 270mm이고, 실험자의 안전을 위해 자외선 살균은 검은색 아크릴 상자 내부에서 진행되었다.The distance between the UV lamp unit 110 and the surface of distilled water is about 270 mm, and for the safety of the experimenter, UV sterilization was performed inside the black acrylic box.

총 35초의 자외선 살균 처리 중 E. coli O157:H7 증류수 1 mL를 매 5초 마다 채취하였고, 채취된 샘플을 희석한 후 tryptic soy agar plate(TSA; Difco, BD, Sparks, MD, USA)에 도말한 후, 배양하여 증류수에 존재하는 E. coli O157:H7 생균수를 측정하였다. 나노렌즈를 이용한 E. coli O157:H7 자외선 살균 실험은 3회 반복되었다.1 mL of E. coli O157: H7 distilled water was collected every 5 seconds during a total of 35 seconds of UV sterilization, and after diluting the collected sample, it was smeared on a tryptic soy agar plate (TSA; Difco, BD, Sparks, MD, USA) After culturing, the number of viable E. coli O157: H7 cells in distilled water was measured. The E. coli O157: H7 UV sterilization experiment using nanolenses was repeated three times.

본 실험 중 15초 동안 자외선 조사에 의해 살균된 E.coli O157:H7의 실험결과를 일원배치분산분석(ANOVA) 및 Tukey’s honestly significant difference test (P<0.05)를 이용한 통계처리를 통해 살균효과에 대한 통계적 의의를 검증하였다.During this experiment, the experimental results of E.coli O157: H7 sterilized by ultraviolet irradiation for 15 seconds were analyzed for the sterilization effect through statistical processing using one-way batch analysis (ANOVA) and Tukey's honestly significant difference test (P <0.05). Statistical significance was verified.

추가적으로 석영 비이커(230)의 자외선 투과율은 UVC(254nm) 감지기가 부착된 복사계(VLX-3X, Vilber Lourmat, Collegien, France)를 이용하여 분석되었다.Additionally, the UV transmittance of the quartz beaker 230 was analyzed using a radiation meter (VLX-3X, Vilber Lourmat, Collegien, France) with a UVC (254 nm) sensor attached.

1.3. 나노렌즈 표면의 표면 분석1.3. Surface analysis of nanolens surface

나노렌즈 어레이의 표면을 나노미터 수준으로 분석하기 위해 스캐닝 프루브 현미경(scanning probe microscope, SPM; Easyscan 2, Nanosurf AG, Liestal, Stitzerland)을 이용하였으며, 표면분석은 'tapping mode'에서 이루어졌다.A scanning probe microscope (SPM; Easyscan 2, Nanosurf AG, Liestal, Stitzerland) was used to analyze the surface of the nanolens array at the nanometer level, and the surface analysis was performed in a 'tapping mode'.

또한 1.6 N/m 수준의 스프링 상수(spring constant)의 캔틸러버(Applied Nanostructures, Mountain View, CA, USA)가 사용되었다.In addition, a 1.6 N / m level spring constant cantilever (Applied Nanostructures, Mountain View, CA, USA) was used.

나노렌즈 표면의 거칠기(roughness), 나노렌즈의 지름, 나노렌즈의 개수 등의 분석을 위해 SPM으로 획득된 데이터가 SPIP 소프트웨어(Version 6.7.3, Image Metrology, Lyngby, Dnmark)를 이용하여 처리되었으며, 본 분석은 3회 실시되었다.Data obtained with SPM for analysis of surface roughness of nanolens, diameter of nanolens, and number of nanolenses were processed using SPIP software (Version 6.7.3, Image Metrology, Lyngby, Dnmark). This analysis was conducted three times.

1.4. 자외선 반사와 굴절 시뮬레이션1.4. UV reflection and refraction simulation

SPM 분석을 통해 나노렌즈 표면 지형에 대한 2-D 좌표(x, z)를 획득할 수 있었고, 연속된 좌표들을 이용하여 나노렌즈 표면의 순간 기울기와 경사의 각도(θ1)를 아래의 수학식 1과 같이 계산하였다(도 5).Through SPM analysis, 2-D coordinates (x, z) for the surface topography of the nanolens could be obtained, and the angle (θ 1 ) of the instantaneous slope and inclination of the surface of the nanolens using continuous coordinates can be obtained from the following equation. It was calculated as 1 (Fig. 5).

자외선 램프(110)에서 발산되는 자외선이 나노렌즈에 수직으로 도달하는 것으로 가정되는 바, θ1은 나노렌즈에 대한 자외선의 입사각 그리고 반사각과 같은 것으로 계산된다. 또한 자외선의 반사각 θ2는 아래의 수학식 2와 같이 계산될 수 있다. 따라서, 자외선 반사에 대한 방정식은 아래의 수학식 3으로 나타낼 수 있다.Since it is assumed that the ultraviolet light emitted from the ultraviolet lamp 110 reaches the nanolens perpendicularly, θ 1 is calculated to be the same as the incident angle and reflection angle of ultraviolet light to the nanolens. In addition, the reflection angle θ 2 of ultraviolet rays may be calculated as shown in Equation 2 below. Therefore, the equation for ultraviolet reflection can be expressed by Equation 3 below.

이를 기반으로 나노렌즈 어레이에서 반사된 자외선을 그래프 소프트웨어(graphing software, OriginPro 2018, OriginLab Corp., Northampton, MA, USA)를 이용하여 도식화 시켰고, 본 시뮬레이션을 통해 자외선의 반사 초점 형성을 판단하였다. Based on this, the ultraviolet rays reflected from the nano-lens array were plotted using graphing software (OriginPro 2018, OriginLab Corp., Northampton, MA, USA), and the reflection focus formation of the ultraviolet rays was determined through this simulation.

Figure pat00001
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Figure pat00002
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Figure pat00003
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나노렌즈에 의해 반사된 자외선은 공기-석영과 석영-공기 계면에서 굴절되며, 굴절은 Snell의 법칙을 따른다. 본 법칙에 따르면, 입사각과 굴절각의 sine의 비율은 두 가지 메체의 굴절비율의 역수와 같다.Ultraviolet rays reflected by the nanolens are refracted at the air-quartz and quartz-air interfaces, and refraction follows Snell's law. According to this law, the ratio of the sine of the angle of incidence and the angle of refraction is equal to the reciprocal of the refractive index of the two media.

자외선이 나노렌즈에 수직으로 조사되는 것으로 판단되는 바, 공기-석영 계면에서 굴절된 자외선의 입사각은 2θ1과 같다.(도 5B, C).As it is judged that ultraviolet rays are irradiated perpendicularly to the nano-lens, the incident angle of ultraviolet rays refracted at the air-quartz interface is equal to 2θ 1 (FIG. 5B, C).

또한 254nm에서 공기,석영, 물의 굴절값(nA, nQ, nW)은 각각 1.0003004, 1.5053, 1.3607을 나타내고(Ciddor 1996, Hale and Querry 1973, Malitson 1965), 공기-석영 계면(θ3) 그리고 석영-물 계면(θ4)에서의 굴절율은 아래의 수학식 4를 이용하여 계산될 수 있다.In addition, the refractive values of air, quartz, and water at 254 nm (n A , n Q , n W ) are 1.0003004, 1.5053, and 1.3607 (Ciddor 1996, Hale and Querry 1973, Malitson 1965), and the air-quartz interface (θ 3 ). In addition, the refractive index at the quartz-water interface θ 4 may be calculated using Equation 4 below.

Figure pat00004
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나노렌즈 어레이에서 반사된 자외선은 상기 수학식 3에 의해 계산될 수 있고, 이를 이용하여 반사된 자외선의 zRL = 0 지점의 2-D 좌표(xRL, zRL)를 산출할 수 있다. 산출된 2-D 좌표(xRL, zRL)와 상기 수학식 4를 이용하여, 공기-석영 계면에서 굴절된 자외선의 직선 그래프를 작성하였다.The ultraviolet rays reflected from the nanolens array may be calculated by Equation 3, and by using this, 2-D coordinates (x RL , z RL ) of z RL = 0 points of the reflected ultraviolet rays may be calculated. Using the calculated 2-D coordinates (x RL , z RL ) and Equation 4 above, a straight line graph of UV rays refracted at the air-quartz interface was created.

석영-물 계면에서의 자외선 굴절의 경우 공기-석영 계면에서의 자외선 굴절과 유사한 방법으로 계산되었다. SPM을 이용하여 분석된 나노렌즈 어레이의 표면 직경은 1μm × 1μm인 반면, 석영 비이커(230)의 두께는 2mm를 나타냄에 따라, 분석된 SPM 데이터를 이용하여 z =2mm에서 굴절된 자외선을 시뮬레이션 할 경우 올바른 결과를 나타낼 수 없는 것으로 판단되었다.The UV refraction at the quartz-water interface was calculated in a similar way to the UV refraction at the air-quartz interface. While the surface diameter of the nanolens array analyzed using SPM is 1 μm × 1 μm, the thickness of the quartz beaker 230 represents 2 mm, so the analyzed SPM data can be used to simulate the refracted ultraviolet light at z = 2 mm. It was judged that the correct result could not be obtained.

그러나 자외선은 석영 내부에서 직선으로 이동한다. 따라서 z=300nm에서 굴절된 자외선의 2-D 좌표를 이용하여 석영-물 계면에서의 자외선 굴절은 z=2mm에서 굴절된 자외선의 이동형태와 같을 것은 당연하다.However, ultraviolet rays travel in a straight line inside the quartz. Therefore, using the 2-D coordinates of ultraviolet rays refracted at z = 300 nm, it is natural that the refraction of ultraviolet rays at the quartz-water interface is the same as that of the ultraviolet rays refracted at z = 2 mm.

따라서 z=300nm에서 공기-석영 계면에서 굴절된 자외선의 2-D 좌표를 산출한 후, 이를 이용하여 석영-물 계면에서의 자외선 굴절이 계산되었고, 굴절된 자외선의 이동방향을 그래프로 도시하여 굴절된 자외선에 의한 자외선 초점 형성을 이해할 수 있었다.Therefore, after calculating the 2-D coordinates of the ultraviolet rays refracted at the air-quartz interface at z = 300nm, the UV refraction at the quartz-water interface was calculated using this, and the refractive direction of the refracted ultraviolet rays was plotted graphically. It was possible to understand the formation of ultraviolet focus by ultraviolet rays.

2. 결과 및 고찰2. Results and Discussion

2.1. 알루미늄 기반의 나노렌즈 어레이 개발2.1. Development of aluminum-based nano lens array

이 연구에 이용된 Alloy 1050는 전기적, 화학적 그리고 식품산업에서 산업적인 용도로 흔히 사용되는 알루미늄이다. 일반적으로 alloy 1050의 표면은 기계연마되어 생산됨에 따라 표면이 거친 특성을 나타낸다.Alloy 1050 used in this study is aluminum commonly used in industrial applications in the electrical, chemical and food industries. In general, the surface of alloy 1050 exhibits a rough surface as it is produced by mechanical polishing.

나노렌즈 어레이를 이용하여 조사된 자외선을 효율적으로 증폭하기 위해서는 규칙적 배열의 나노렌즈 에레이가 필요하고, 규칙적인 배열을 위해 나노렌즈 가공 이전 표면이 평탄해야 한다. 알루미늄 표면은 전기화학적으로 활성을 나타내고, 전해연마 공정을 통해 돌출된 부분을 전기화학적으로 부식시켜 그 표면을 극단적으로 평탄화시킬 수 있고, 그 결과 거울과 같은 표면으로 가공할 수 있다.In order to efficiently amplify the irradiated ultraviolet light using the nano-lens array, a regular array of nano-lens arrays is required, and for regular alignment, the surface before the nano-lens processing must be flat. The aluminum surface is electrochemically active, and the surface protruding through the electropolishing process can be electrochemically corroded to make the surface extremely flat, resulting in processing into a mirror-like surface.

규칙적인 나노렌즈의 배열을 위해 알루미늄 스트립을 전해연마하였으며, 이후 양극산화 및 화학적 반응을 이용한 선택적인 산화알루미늄 피막 용해를 통해 나노렌즈 어레이가 개발되었다. 전해연마 이전 alloy 1050 표면의 거칠기(roughness)는 6.06nm(root mean square; RMS=7.36 nm)를 나타내었으나, 전해연마 후 0.42nm(RMS=0.53 nm)로 감소하였다. For regular nanolens arrangement, the aluminum strip was electropolished, and then a nanolens array was developed through selective aluminum oxide film dissolution using anodization and chemical reaction. The surface roughness of the alloy 1050 before electropolishing was 6.06 nm (root mean square; RMS = 7.36 nm), but decreased to 0.42 nm (RMS = 0.53 nm) after electropolishing.

본 연구에서는 고순도의 알루미늄이 아닌 산업적 용도의 알루미늄(alloy 1050)을 사용하였음에도 불구하고, 도 6에 도시된 예와 같이 일정한 형태의 나노렌즈가 규칙적으로 배열된 구조의 어레이를 개발할 수 있었다.In this study, despite the use of aluminum (alloy 1050) for industrial use, rather than high purity aluminum, it was possible to develop an array of structures in which nanolenses of a certain type are regularly arranged as shown in FIG. 6.

그러나 수산에서 80V보다 높은 전압을 공급하여 생산된 경우와 인산에서 100V 미만의 전압에서 생산한 나노렌즈 어레이의 경우 일정한 구조의 표면을 나타내지 않음에 따라 본 연구에 포함하지 않았다.However, in the case of production by supplying a voltage higher than 80V in fisheries and in the case of nanolens arrays produced in phosphate at voltages less than 100V, they were not included in this study because they did not exhibit a constant structured surface.

인산에서 양극산화를 통해 만들어진 나노렌즈 지름의 평균(d)은 수산에서 만들어진 나노렌즈 어레이의 그것보다 큰 것으로 나타났다.The average (d) of the diameter of the nanolens made by anodizing in phosphoric acid was found to be larger than that of the nanolens array made from oxalic acid.

도 13을 참조하자면, 40V의 전압을 가한 수산에서 양극산화되어 만들어진 나노렌즈 어레이와 80V의 전압을 가한 인산에서 양극산화되어 만들어진 나노렌즈 어레이의 d 값은 각각 72.72 nm 와 113.15 nm을 나타내었고, 수산에서 80V 전압을 가한 나노렌즈 어레이와 인산에서 120V 전압을 가한 나노렌즈 어레이의 d 값은 각각 120.20nm, 187.38nm로 증가하였다. Referring to FIG. 13, d values of a nanolens array made by anodizing in hydroxy acid with a voltage of 40V and a nanolens array made by anodizing with phosphoric acid with a voltage of 80V were 72.72 nm and 113.15 nm, respectively. The d values of the nanolens array with 80V voltage and the nanolens array with 120V voltage at phosphoric acid increased to 120.20nm and 187.38nm, respectively.

본 연구의 분석결과 d 값의 증가에 따라 나노렌즈의 개수 N은 만곡형태로 감소하는 것으로 나타남에 따라, 본 분석 결과가 타당한 것으로 판단된다(도 7).As the analysis results of this study show that the number N of nanolenses decreases in a curved form as the d value increases, the results of this analysis are judged to be valid (FIG. 7).

2.2. 나노렌즈 어레이를 이용한 증류수 내 E.coli O157:H7 자외선 살균2.2. E.coli O157: H7 UV sterilization in distilled water using nanolens array

나노렌즈 어레이가 적용된 자외선 살균 시스템에 적용된 E.coli O157:H7은 자외선 램프(110)로부터 조사된 자외선과 반사부(120)의 나노렌즈에서 반사된 자외선에 영향을 받는다. 따라서 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 나노렌즈 어레이가 적용된 경우 E.coli O157:H7에 대한 자외선 살균 효율이 나노렌즈 어레이가 적용되지 않은 경우에 비해 높은 것으로 나타났다.E.coli O157: H7 applied to the ultraviolet sterilization system to which the nano lens array is applied is affected by the ultraviolet light irradiated from the ultraviolet lamp 110 and the ultraviolet light reflected from the nanolens of the reflector 120. Therefore, as shown in FIGS. 8 and 9, when the nano-lens array was applied, the UV sterilization efficiency for E.coli O157: H7 was higher than that in the case where the nano-lens array was not applied.

특히, 수산에서 60V 전압 조건으로 양극 산화되어 생산된 나노렌즈 어레이를 적용한 결과 가장 우수한 살균효율을 나타내는 것으로 나타났으며, 본 처리구는 다른 처리구에 비해 통계적으로 차이를 나타내는 것으로 분석되었다.In particular, as a result of applying the nano-lens array produced by anodizing in a 60V voltage condition in fisheries, it was found that it exhibits the best sterilization efficiency, and this treatment was analyzed to show a statistical difference compared to other treatments.

본 연구에서 사용된 나노렌즈 어레이 및 알루미늄 스트립은 크기가 동일하였으며, 동일한 조건에서 자외선 살균 처리되었다. 그러므로, 전해연마된 알루미늄 스트립이 적용된 처리구와 나노렌즈 어레이가 적용된 처리구에 공급된 각각의 자외선 에너지의 총합은 같다.The nanolens array and aluminum strip used in this study had the same size and were subjected to UV sterilization under the same conditions. Therefore, the total sum of each ultraviolet energy supplied to the treatment device applied with the electropolished aluminum strip and the treatment device applied with the nano lens array is the same.

따라서 전해연마된 알루미늄 스트립 처리구와 나노렌즈 어레이 처리구의 자외선 살균효율 차이는 나노렌즈에 의한 것으로 판단된다.Therefore, the difference in UV sterilization efficiency between the electro-polished aluminum strip treatment and nano-lens array treatment is judged to be due to the nano-lens.

나노렌즈 어레이가 적용된 경우 자외선이 나노렌즈에 의해 특정 지점에 수렴하여 증폭되는 것으로 기대된다. 그리고 초점에 수렴된 자외선 에너지의 총량은 d 값과 관련있을 것으로 판단된다.When a nano lens array is applied, it is expected that ultraviolet rays converge and amplify at a specific point by the nano lens. And the total amount of ultraviolet energy converging on the focus is thought to be related to the d value.

또한 자외선 초점의 개수는 나노렌즈의 개수와 관련이 있을 것으로 판단되는 바, 나노렌즈 어레이를 이용하여 자외선 살균효율을 향상시키고자 할 경우, 특정 지형의 나노렌즈 어레이가 요구될 것으로 판단된다.In addition, since the number of UV focuses is judged to be related to the number of nanolenses, it is determined that a nanolens array of a specific terrain is required to improve ultraviolet sterilization efficiency using the nanolens array.

도 13을 참조하면, 수산에서 60V의 전압을 공급하여 양극 산화된 나노렌즈 어레이의 d와 N은 각각 90.03nm 및 161개/μm-2로써, 수산에서 40V의 전압공급을 통해 양극산화된 나노렌즈 어레이의 d보다 큰 반면 기타 다른 나노렌즈 어레이의 N보다 큰 값을 나타낸다.Referring to FIG. 13, d and N of the anodized nanolens array by supplying a voltage of 60 V in fisheries are 90.03 nm and 161 / μm -2 , respectively, and anodized nanolens through a voltage supply of 40 V in fisheries It is greater than d in the array, while greater than N in other nanolens arrays.

수산에서 60V의 전압공급을 통해 양극 산화된 나노렌즈 어레이 처리구에서 가장 우수한 자외선 살균효율이 관찰됨에 따라, d=90.03 nm, N=161개/μm-2 수준의 지형이 자외선 살균 효율 향상을 위한 가장 바람직한 나노렌즈 어레이 조건으로 판단된다. As the best UV sterilization efficiency was observed in the anodized nano-lens array treatment through the supply of 60 V from fisheries, d = 90.03 nm, N = 161 / μm -2 level topography was the best for improving UV sterilization efficiency. It is judged that it is a preferable nanolens array condition.

2.3. 나노렌즈에 의한 자외선 반사 초점 형성2.3. Formation of UV-reflective focus by nano lenses

본 연구에서는 나노렌즈 어레이를 구비한 반사판(120)을 석영 비이커(230)의 외부 하단에 배치하였다. 따라서 자외선 살균 효율은 석영 비이커(230)의 자외선 투과율에 영향을 받는다.In this study, the reflector 120 with the nanolens array was placed on the outer bottom of the quartz beaker 230. Therefore, the UV sterilization efficiency is affected by the UV transmittance of the quartz beaker 230.

분석결과 본 연구에 사용된 석영 비이커(230)의 투과율은 254nm의 자외선에서 84.4%(±0.5%)를 나타내었다. 또한 조사된 자외선이 석영 비이커(230)를 통과하여 나노렌즈 어레이에 도달한 후 반사되고, 다시 석영 비이커(230)를 통과하여 E. coli O157:H7에 도달하는데, 조사된 자외선의 71.2%(84.4%의 제곱) 이하의 자외선이 반사되어 자외선 살균에 영향을 미친것으로 판단된다.As a result of analysis, the transmittance of the quartz beaker 230 used in this study was 84.4% (± 0.5%) at 254 nm ultraviolet light. In addition, the irradiated ultraviolet light passes through the quartz beaker 230 to reach the nanolens array and is reflected, and then passes through the quartz beaker 230 to reach E. coli O157: H7, 71.2% of the irradiated ultraviolet light (84.4 It is judged that the ultraviolet rays below% square) were reflected and affected ultraviolet sterilization.

비록 약 28.8% 수준의 자외선이 석영 비이커(230)에 의해 소실되었으나, 나노렌즈 어레이를 적용할 경우 자외선 살균효율을 향상시킬 수 있었다. 또한 나노렌즈 어레이 적용에 따른 자외선 살균효율의 향상은 나노렌즈에 의한 자외선 집광효과에 의한 것으로 판단된다.Although about 28.8% of the ultraviolet rays were lost by the quartz beaker 230, when the nanolens array was applied, the ultraviolet sterilization efficiency could be improved. In addition, it is judged that the improvement of the ultraviolet sterilization efficiency according to the application of the nano lens array is due to the ultraviolet condensing effect of the nano lens.

나노렌즈 어레이를 석영 비이커(230)의 외부 하단에 위치시킴에 따라, 나노렌즈에서 반사된 자외선 집광의 초점 거리에 대한 연구가 진행되었다.As the nanolens array was positioned on the lower outer side of the quartz beaker 230, a study was conducted on the focal length of ultraviolet light condensation reflected from the nanolens.

나노렌즈에서 반사된 자외선 집광 초점 거리를 계산하기 위하여, 앞에서 언급된 방법에 따라 나노렌즈에서 반사된 자외선 궤적을 시뮬레이션하였다(도 10).In order to calculate the focal length of the ultraviolet condensing reflected from the nanolens, the trajectory of the ultraviolet reflected from the nanolens was simulated according to the aforementioned method (FIG. 10).

시뮬레이션 결과 하나의 나노렌즈에 의해 반사되어 집광된 자외선의 초점 거리는 60nm에 미치지 못하는 것으로 분석되었다. 따라서 하나의 나노렌즈에 의해 집광된 자외선의 초점은 석영 비이커의 내부에 존재하지 않는 것으로 판단된다.As a result of the simulation, it was analyzed that the focal length of ultraviolet rays reflected and collected by one nanolens was less than 60 nm. Therefore, it is judged that the focus of ultraviolet light collected by one nano-lens does not exist inside the quartz beaker.

그러나 각기 다른 나노렌즈에 의해 반사된 자외선은 도 2에 보인 예와 같이 원거리에서 수렴 및 집광 될 수 있을 것으로 판단되었다.However, it was determined that the ultraviolet rays reflected by the different nanolenses could converge and converge at a long distance, as shown in the example shown in FIG. 2.

각기 다른 나노렌즈에서 반사된 자외선의 원거리 수렴 및 집광에 대한 가능성을 판단하기 위하여, 가장 우수한 살균효율을 나타낸 처리구, 즉 수산에서 60V 전기공급에 의해 양극 산화되어 생산된 나노렌즈 어레이의 표면을 SPM을 이용하여 분석한 후 SPIP를 이용하여 2-D 지형의 좌표를 획득하였다.In order to determine the possibility of long-distance convergence and condensation of ultraviolet rays reflected from different nanolenses, SPM is applied to the surface of the nanolens array produced by anodic oxidation by supply of 60V electricity from oxalic acid, which shows the best sterilization efficiency. After analysis, the coordinates of 2-D terrain were obtained using SPIP.

그리고, 이를 바탕으로 각 나노렌즈에서 반사된 자외선의 궤적을 앞서 기술한 방법에 따라 분석하여, 도 11에 도시된 바와 같은 결과를 얻었다. 예상한 바와 같이, 시뮬레이션 결과 반사된 자외선의 궤적과 가상의 자외선 궤적이 유사함을 관찰하였다.Then, based on this, the trajectory of the ultraviolet rays reflected from each nano-lens was analyzed according to the method described above, and the results as shown in FIG. 11 were obtained. As expected, it was observed that the simulated ultraviolet trajectory is similar to the reflected ultraviolet trajectory.

나노렌즈 어레이 상의 나노렌즈는 일정한 규격을 가지고 있으므로, 반사된 자외선의 궤적은 일정한 패턴을 나타내는 것으로 분석된다. 각기 다른 나노렌즈에 의해 반사된 자외선은 원거리에서 수렴되어 집광될 수 있는 것으로 판단된다. 그러나 반사된 자외선은 석영 비이커(230)를 통과할 때 필연적으로 굴절된다.Since the nano-lens on the nano-lens array has a certain standard, the trajectory of the reflected ultraviolet light is analyzed to show a certain pattern. It is judged that ultraviolet rays reflected by different nanolenses can be converged at a long distance and condensed. However, the reflected ultraviolet light is inevitably refracted when passing through the quartz beaker 230.

자외선의 굴절은 공기-석영 그리고 석영-물 계면에서 나타나며, 굴절 후 각기 다른 나노렌즈에 의해 반사된 자외선에 의한 집광 가능성을 판단하기 위하여, 굴절된 자외선의 궤적을 수학적으로 분석하여 도 12에 도시하였다.The refraction of ultraviolet light appears at the air-quartz and quartz-water interfaces, and the trajectory of the refracted ultraviolet light is mathematically analyzed and shown in FIG. 12 to determine the possibility of condensation by ultraviolet light reflected by different nanolenses after refraction. .

분석결과 반사된 자외선의 입사각의 절대값은 공기-석영 및 석영-물 계면에서의 굴절 후 12.31°± 6.31°에서 8.99°± 4.59°로 감소했다. 시뮬레이션 결과 굴절된 후 형성된 자외선 초점의 상하 거리가 굴절이 없을 경우 시뮬레이션된 자외선 초점의 상하 거리에 비해 커진 것으로 관찰된다.As a result of analysis, the absolute value of the incident angle of reflected ultraviolet light decreased from 12.31 ° ± 6.31 ° to 8.99 ° ± 4.59 ° after refraction at the air-quartz and quartz-water interfaces. As a result of the simulation, it is observed that the vertical distance of the ultraviolet focus formed after refraction is greater than the vertical distance of the simulated ultraviolet focus when there is no refraction.

그러나 전체적으로 굴절 후 형성된 초점의 패턴은 굴절이 배제된 경우의 것과 유사하였다. 이는 굴절에 의한 입사각의 변화가 평균적으로 3.32°± 1.73°에 불과하기 때문으로 판단된다.However, the focal pattern formed after refraction was similar to that in the case where refraction was excluded. This is judged to be because the change in the angle of incidence due to refraction is only 3.32 ° ± 1.73 ° on average.

따라서 석영 비이커(23)의 외부에 위치한 나노렌즈 어레이의 각기 다른 나노렌즈에 의해 반사된 자외선은 석영 비이커(23)를 통과하여 수렴되어 집광되고, 그 결과 살균 효율을 향상시킨 것으로 판단된다.Therefore, the ultraviolet rays reflected by the different nanolenses of the nanolens array located outside the quartz beaker 23 pass through the quartz beaker 23 to converge and condense, and as a result, it is determined that the sterilization efficiency is improved.

굴절 후 형성된 자외선 초점에 대한 시뮬레이션 결과, 초점의 수평 거리는 나노렌즈 지름과 유사한 것으로 관찰된다.As a result of simulation of the ultraviolet focus formed after refraction, the horizontal distance of the focus was observed to be similar to the diameter of the nanolens.

시뮬레이션에 사용된 수산에서 60V 전기공급에 의해 양극 산화되어 생산된 나노렌즈 어레이의 직경 d는 90.03nm 이고, 시뮬레이션에 따른 자외선 초점의 수평거리는 약 90~100nm에 다다르는 것으로 관찰된다.It is observed that the diameter d of the nanolens array produced by anodizing by 60V electricity supply in the fisheries used in the simulation is 90.03 nm, and the horizontal distance of the ultraviolet focus according to the simulation reaches about 90-100 nm.

E.coli O157:H7 를 비롯한 세균은 약 2μm의 길이와 약 1μm의 두께를 가지고 있는 것으로 알려져 있다.Bacteria including E.coli O157: H7 are known to have a length of about 2 μm and a thickness of about 1 μm.

물에 오염된 세균은 무작위적으로 분산되어 있다. 따라서 증폭된 자외선의 초점 거리가 마이크로 수준 미만으로 존재할 때 무작위적으로 분포된 마이크로 크기의 세균을 효율적으로 살균시킬 수 있을 것으로 예상된다.Bacteria contaminated with water are randomly dispersed. Therefore, when the focal length of the amplified ultraviolet light is less than the micro level, it is expected that the microscopic bacteria randomly distributed can be effectively sterilized.

본 연구에서 개발된 나노렌즈 어레이, 특히 수산에서 60V 전기공급에 의해 양극 산화되어 생산된 나노렌즈 어레이의 경우, 각기 다른 나노렌즈에 의해 집광된 자외선 초점의 거리가 100nm 수준 이하로 분석됨에 따라 자외선 살균 효율 향상시킬 수 있는 것으로 판단된다.In the nanolens array developed in this study, in particular, in the case of a nanolens array produced by anodizing by 60V electricity supply from fisheries, UV sterilization is performed as the distance of the ultraviolet focus collected by different nanolenses is analyzed to be less than 100nm level It is considered that the efficiency can be improved.

3. 결론3. Conclusion

알루미늄 기반의 나노렌즈는 알루미늄 전해연마, 양극산화와 더불어 산화알루미늄의 선택적 용해를 위한 화학적 가공법에 의해 생산되었다.The aluminum-based nanolens was produced by electrolytic polishing, anodization, and chemical processing for selective dissolution of aluminum oxide.

양극산화 조건 특히 양극산화 용매 및 공급 전압을 조정하여 나노렌즈의 지름을 조절할 수 있었다.The anodic oxidation conditions, in particular the anodic oxidation solvent and the supply voltage, were adjusted to control the diameter of the nanolens.

나노렌즈 어레이를 자외선 살균 시스템에 적용하였을 때 자외선 살균효과가 향상되는 것을 관찰하였으며, 나노렌즈 어레이를 이용한 자외선 살균효율은 나노렌즈의 직경 d와 개수 N에 의해 영향을 받는 것으로 판단된다.When the nanolens array was applied to the ultraviolet sterilization system, it was observed that the ultraviolet sterilization effect was improved, and it was determined that the ultraviolet sterilization efficiency using the nanolens array was affected by the diameter d and the number N of the nanolens.

특히 수산에서 60V 전기공급에 의해 양극 산화되어 생산된 나노렌즈 어레이를 적용한 경우 우수한 살균효율의 향상을 꾀할 수 있었으며, 해당 나노렌즈 어레이의 d와 N은 각각 90.03nm 및 161 개/m-2를 나타내었다.In particular, when a nanolens array produced by anodizing by 60V electricity supply from fisheries was applied, it was possible to improve the sterilization efficiency, and d and N of the nanolens array showed 90.03nm and 161 pcs / m -2 , respectively. Did.

나노렌즈 어레이 적용에 따른 자외선 살균 효율 향상은 단일 나노렌즈에 의한 자외선 증폭보다는 각기 다른 나노렌즈에서 반사된 자외선이 원거리에서 집광되기 때문으로 판단된다.The improvement of the ultraviolet sterilization efficiency according to the application of the nano-lens array is judged to be because ultraviolet rays reflected from different nano-lenses are collected at a long distance rather than amplification of ultraviolet rays by a single nano-lens.

상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described in relation to a specific preferred embodiment, but the present invention may be variously modified and changed within the limits that do not depart from the technical features or fields of the present invention provided by the following claims. Being able is obvious to those of ordinary skill in the art.

100: 자외선 살균 장치
110: 자외선 램프부
111: 자외선
120: 반사부
210: 수조
220: 처리 대상 물
230: 석영 비이커
100: ultraviolet sterilization device
110: ultraviolet lamp unit
111: ultraviolet
120: reflector
210: water tank
220: water to be treated
230: quartz beaker

Claims (9)

처리 대상 물에 자외선을 조사(照射)하는 자외선 램프부; 및
상기 처리 대상 물을 통과한 자외선을 상기 처리 대상 물로 다시 반사하는 반사부를 포함하고,
상기 반사부는 복수 개의 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이를 이용한 자외선 살균 장치
An ultraviolet lamp unit that irradiates ultraviolet light with water to be treated; And
It includes a reflector for reflecting the ultraviolet light that has passed through the water to be treated back to the water to be treated,
Ultraviolet ray sterilization apparatus using a lens array, characterized in that the reflector comprises a plurality of lenses
제 1 항에 있어서,
상기 렌즈는 오목 렌즈 및 볼록 렌즈 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이를 이용한 자외선 살균 장치.
According to claim 1,
The lens is ultraviolet sterilization apparatus using a lens array, characterized in that it comprises at least one of a concave lens and a convex lens.
제 1 항에 있어서,
상기 자외선 램프부는 상기 처리 대상 물을 일시 보관하는 수조의 외부에서 자외선을 조사하고,
상기 반사부는 상기 수조의 외부에 상기 자외선 램프부를 마주 보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이를 이용한 자외선 살균 장치.
According to claim 1,
The ultraviolet lamp unit irradiates ultraviolet light from the outside of the water tank temporarily storing the water to be treated,
The reflecting unit is a UV sterilizing apparatus using a lens array, characterized in that arranged to face the UV lamp unit on the outside of the water tank.
제 1 항에 있어서,
상기 반사부는 알루미늄 판을 이용하여 구성되고,
상기 알루미늄 판에 대한 양극 산화 처리를 통해 형성된 다수의 오목 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이를 이용한 자외선 살균 장치.
According to claim 1,
The reflector is configured using an aluminum plate,
Ultraviolet sterilization apparatus using a lens array, characterized in that it comprises a plurality of concave lenses formed by anodizing the aluminum plate.
제 4 항에 있어서,
상기 렌즈는 수산에서 60V의 전압을 공급하여 이루어지는 양극 산화를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이를 이용한 자외선 살균 장치.
The method of claim 4,
The lens is a UV sterilization apparatus using a lens array, characterized in that formed by anodization made by supplying a voltage of 60V in fisheries.
제 1 항에 있어서,
상기 렌즈의 직경은 85nm 이상 95nm 이하로 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이를 이용한 자외선 살균 장치.
According to claim 1,
Ultraviolet sterilization apparatus using a lens array, characterized in that the diameter of the lens is composed of 85nm or more and 95nm or less.
제 1 항에 있어서,
상기 렌즈의 개수는 156개/μm2 이상 166개/μm2 이하인 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이를 이용한 자외선 살균 장치.
According to claim 1,
The number of lenses is 156 / μm 2 or more 166 / μm 2 UV ultraviolet sterilization device using a lens array, characterized in that.
제 1 항에 있어서,
상기 렌즈의 직경과 개수는, 서로 다른 렌즈에서 반사된 자외선이 상기 처리 대상 물 속에서 모여 복수 개의 초점을 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이를 이용한 자외선 살균 장치.
According to claim 1,
The diameter and number of the lenses, the ultraviolet ray sterilization apparatus using a lens array, characterized in that the ultraviolet rays reflected from different lenses are configured to form a plurality of focuses in the water to be treated.
제 8 항에 있어서,
상기 초점 사이의 수평 거리는 1μm 이하가 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이를 이용한 자외선 살균 장치.
The method of claim 8,
Ultraviolet sterilization apparatus using a lens array, characterized in that the horizontal distance between the focus is configured to be less than 1μm.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114377165A (en) * 2020-10-22 2022-04-22 亚丁卫生耳鼻喉科 Sterilization device using ultraviolet light source harmless to human body
KR20220105067A (en) * 2021-01-19 2022-07-26 주식회사 엘지유플러스 Apparatus and system for sterilizing using UV LED and method of operating the same

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11801317B2 (en) 2020-03-27 2023-10-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Surface coating configured to enhance UV sterilization and method of manufacturing the same
KR20220013513A (en) 2020-07-23 2022-02-04 박형수 Apparatus and method for sterilization and air purification by beam light

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120017021A (en) * 2009-03-31 2012-02-27 울트라바이올렛 사이언시스, 아이엔씨. Ultraviolet light treatment chamber
JP2013171270A (en) * 2012-02-23 2013-09-02 Pentax Ricoh Imaging Co Ltd Dust-resistant aluminum reflection mirror and manufacturing method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120017021A (en) * 2009-03-31 2012-02-27 울트라바이올렛 사이언시스, 아이엔씨. Ultraviolet light treatment chamber
JP2013171270A (en) * 2012-02-23 2013-09-02 Pentax Ricoh Imaging Co Ltd Dust-resistant aluminum reflection mirror and manufacturing method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114377165A (en) * 2020-10-22 2022-04-22 亚丁卫生耳鼻喉科 Sterilization device using ultraviolet light source harmless to human body
KR20220105067A (en) * 2021-01-19 2022-07-26 주식회사 엘지유플러스 Apparatus and system for sterilizing using UV LED and method of operating the same

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