一、工作背景
自2020年初，新型冠状病毒在全球爆发，新冠肺炎作为采取甲类预防控制措施的法定乙类传染病，人群普遍易感，疗效可靠的药物仍处于研究阶段，环境消毒成为切断病毒传播途径的关键手段。新型冠状病毒可经呼吸道飞沫和接触传播，患者飞沫或气溶胶扩散极易使病原体附着于物体表面并实现长距离传播。2022年初北京新一轮新冠疫情流调结果显示，海外人员、冷链物品及海外快递邮件运输已成为重要传播因素，机舱作为人员密集公共空间，国际邮件表面残留病毒，均存在显著安全隐患，因此机舱等封闭空间空气及（国际）邮件消毒成为感染防控的重要环节。高能脉冲紫外技术采用石英玻璃灯管封装高压氙气，施加瞬间高电压形成强烈紫外辐射，光源强度是传统UV汞灯及UV-LED的数万倍，可在5-10秒内击穿致病微生物，消杀效率超99.9%，且无残留、无污染、无腐蚀、不产生臭氧，但存在设备体积较大、使用寿命短等不足，是一种具有广阔发展前景的紫外消杀技术。
二、研究内容和成效
本项目由北京科技大学承担。核心研究内容为研发基于高能脉冲紫外消杀技术的系列设备，优化高能脉冲紫外消杀性能参数，形成一系列适用于不同应用场景的紫外消杀设备，提供节能、高效、安全的紫外消杀设备；针对机舱内部消杀问题，结合紫外消杀设备机理与智能机器人设计理论，研发移动交互式消杀机器人用于机舱空间消杀，建立机舱消杀的示范工程应用；基于物品表面不同消杀需求，设计优化具体实施方案和消杀的技术参数，开发手持式紫外消杀设备和扫描式紫外消杀设备用于物品表面及文件资料页的消杀，在顺丰公司建立消杀示范工程。
项目研发三类核心设备并取得显著成效。高能脉冲紫外移动交互式消杀机器人方面，建立高能脉冲消毒辐照强度测试方法，优化光源参数，开发高强度脉冲紫外光源，光源稳定性强，经长期运行辐射强度无明显衰减；设计适配机舱的机械臂与机身，优化导航控制方案，申请国家专利9项。手持式高能脉冲紫外消杀设备方面，构建主机与手柄一体化结构，开发内置驱动电源及电控系统，光源满足180°照射，紫外光电系统功率90W，一次充电使用6小时，在北京顺丰公司示范中，60s照射消杀效率超99.99%，申请发明专利2项。扫描式设备方面，设计紫外光源、扫描及输送系统，总功率350W，照射距离可调，6s内完成文件消杀，每小时最大消杀600页，申请专利2项。
三、示范及转化情况
针对机舱内部消杀，以A320商务飞机为对象开展为期1个月的示范工程，对病毒、指示菌及自然菌进行消杀实验，由第三方监测机构测试，消毒指标远超课题要求。针对邮件及文件消杀，在北京顺丰公司中京阳科技站点建立示范，手持式设备60s照射、扫描式设备6s照射均达到预期消杀效果，满足实际应用需求。课题成果与北京中航泰达环保科技股份有限公司作价转化，技术作价300万元，合作方出资700万元，成立北京北科星曜机器人科技有限公司。该技术设备可广泛应用于航空铁路、快递冷链、医院疾控等领域，航空铁路行业当前消毒方式存在化学残留等问题，快递冷链领域对高效消毒需求迫切，扫描式设备填补了文件商业消毒设备空白，应用前景广阔，可产生显著社会经济效益。