بدون آموزش خاص می توان از دستگاه جدید برای ضد عفونی سطوح استفاده کرد

بیماری همه گیر COVID-19 به شدت نیاز فوری به تکنیک های سریع و آسان برای پاکسازی و ضد عفونی اشیا  روزمره با لمس بالا مانند دکمه های در ، قلم ، مداد و تجهیزات محافظ شخصی را پوشانده است تا از گسترش عفونت جلوگیری کند.

اکنون دانشمندان آزمایشگاه فیزیک پلاسمای پرینستون وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) و انستیتوی فناوری نیوجرسی (NJIT) اولین دستگاه انعطاف پذیر و دستی را بر اساس پلاسمای دمای پایین - گازی که از اتم تشکیل شده است - به نمایش گذاشته اند. ، مولکولها و الکترونها و یونهای شناور آزاد - که مصرف کنندگان می توانند به سرعت و به راحتی از آنها برای ضد عفونی سطوح بدون آموزش خاص استفاده کنند.

آزمایش های اخیر نشان می دهد که نمونه اولیه که در دمای اتاق تحت فشار معمول جو کار می کند ، می تواند 99.99 درصد باکتری های موجود در سطح از جمله منسوجات و فلزات را فقط در 90 ثانیه از بین ببرد. این دستگاه با استفاده از پراکسید هیدروژن ضد عفونی کننده اثر 99.9999 درصدی را همچنان نشان می دهد. دانشمندان تصور می کنند که در برابر ویروس ها نیز به همین ترتیب موثر خواهد بود.

ما هم اکنون آن را با ویروس های انسانی آزمایش می کنیم. "

سوفیا گرشمن ، اولین نویسنده و فیزیکدان مطالعه ، آزمایشگاه فیزیک پلاسمای پرینستون

این مطالعه در ژورنال Scientific Reports منتشر شده است که دستگاه و تحقیقات پشت آن را توصیف می کند.

از نتایج مثبت استقبال شد

نتایج مثبت در PPPL مورد استقبال قرار گرفت ، که در حال گسترش تحقیقات همجوشی و نمونه کارهای علمی پلاسما است. جان منارد ، معاون تحقیقات در PPPL ، گفت: "ما بسیار خوشحالیم که می بینیم از پلاسما برای طیف وسیعی از برنامه ها استفاده می شود که به طور بالقوه می تواند سلامت انسان را بهبود بخشد."

گرشمن گفت: دستگاه دستی قابل انعطاف ، به نام تخلیه سد دی الکتریک (DBD) ، مانند یک ساندویچ ساخته شده است. وی گفت: "این یک برش نان با ولتاژ بالا روی پنیر است که یک عایق و یک تکه نان چرخ شده است که سوراخ هایی در آن وجود دارد."

برش ولتاژ بالای "نان" یک الکترود ساخته شده از نوار مس است. برش دیگر یک الکترود پایه دار است که دارای سوراخ هایی است تا پلاسما از آن عبور کند. بین این برش ها "پنیر" نوار عایق قرار دارد. گرشمن گفت: "اساساً همه این نوارهای انعطاف پذیر مانند نوار اسکاچ یا نوار چسب است." "الکترود زمین رو به کاربران است و استفاده از دستگاه را ایمن می کند."

پلاسمای دمای اتاق با هوا در تعامل است و گونه هایی را تولید می کند که اکسیژن واکنش پذیر و گونه های نیتروژن - مولکول ها و اتم های این دو عنصر - همراه با مخلوطی از الکترون ها ، جریان ها و میدان های الکتریکی هستند. الکترون ها و میادین با هم متحد می شوند تا گونه های واکنشی بتوانند به دیواره سلول های باکتری نفوذ کرده و سلول ها را از بین ببرند.

پلاسمای دمای اتاق ، که با مطالعات PPPL پلاسمای همجوشی مقایسه می شود که چندین برابر از هسته خورشید گرمتر است ، با ارسال پالس های کوتاه الکترونهای پرسرعت از طریق گازهایی مانند هوا تولید می شود ، باعث ایجاد پلاسما می شود و فرصتی برای آن باقی نمی ماند. برای گرم کردن. چنین پلاسماهایی به مراتب خنک تر از پلاسمای هزار درجه ای هستند که آزمایشگاه برای سنتز نانوذرات و انجام تحقیقات دیگر مطالعه می کند.

ویژگی خاص این دستگاه توانایی آن در بهبود عملکرد پراکسید هیدروژن ، یک پاک کننده ضد عفونی کننده رایج است. نویسندگان می نویسند: "ما ضد عفونی سریعتر از پلاسما یا پراکسید هیدروژن به تنهایی در عملکرد کم قدرت پایدار را نشان می دهیم." "از این رو ، فعال سازی پلاسما در محلول پراکسید هیدروژن با غلظت کم ، با استفاده از دستگاه انعطاف پذیر دستی DBD منجر به بهبود چشمگیر ضد عفونی می شود."

همکاری رمان

دستیابی به این نتایج همکاری جدیدی بود که تخصص فیزیک پلاسما در مورد PPPL و دانش بیولوژیکی یک آزمایشگاه در NJIT را گرد هم آورد. گال هاسپل ، استاد علوم بیولوژیکی در NJIT و یکی از نویسندگان مقاله ، گفت: "در حالی که ما معمولاً آزمایشگاهی برای عصب شناسی هستیم و در مورد جابجایی مطالعه می کنیم ، ما مشتاقانه مشتاق بودیم تا در پروژه مربوط به COVID-19 با PPPL همکاری کنیم."

انجام آزمایشات ضد عفونی کننده پلاسما ، ماریا بنم هارگو ، دانشجوی تحصیلات تکمیلی علوم زیست شناسی در NJIT ، با کمک Gershman بود. گرشمن گفت: "او همه آزمایشات را انجام داد و بدون او ما این مطالعه را نخواهیم داشت."

یوگنی رایتس ، فیزیکدان و همکار نویسنده PPPL ، مدیر مرکز تأسیسات تحقیق در مورد دمای پلاسما برای پرینستون (PCRF) - یک سرمایه گذاری مشترک از PPPL و دانشگاه پرینستون با پشتیبانی دفتر علوم DOE (FES) که از طریق یک پروژه کاربری منابعی را برای این کار فراهم کرده است. وی گفت: "ما در PCRF به این فکر می کردیم که چگونه با تحقیقات در مورد پلاسما در دمای پایین در مبارزه با COVID کمک کنیم و ادامه این همکاری برای ما هیجان انگیز است."

Raitses طرف PPPL پروژه را که شامل تنظیم DBD بر اساس یک طرح سطح چاپ شده و توصیف تخلیه پلاسما در این دستگاه بود هدایت کرد و بر همکاری مداوم با NJIT نظارت داشت. با ادامه کار ، وی گفت ، "ما در تلاش هستیم تا به امکاناتی دسترسی پیدا کنیم که در آن بتوانیم DBD و سایر دستگاههای مربوطه را علیه ویروس SARS CoV-2 اعمال کنیم" که باعث ایجاد COVID-19 می شود. "همچنین در حال انجام تحقیقات با ایمونولوژیست ها و ویروس شناسان در دانشگاه پرینستون و دانشگاه راتگرز برای گسترش کاربرد دستگاه های پلاسمای توسعه یافته در دامنه وسیع تری از ویروس ها است."