Опубликовано : Фев 05, 2020

Плазменный реактор, который убивает вирусы, содержащиеся в воздухе, может замедлить распространение инфекционных заболеваний.

Плазменный реактор уничтожает находящиеся в воздухе вирусы и может помочь замедлить распространение инфекционных заболеваний
                Исследователи Тянь Ся и Зиджи Лин тестируют плазменный прототип для предотвращения воздушной передачи вируса репродуктивного и респираторного синдрома свиньи на свиноферме в Мичигане. Кредит: Роберт Целиус/Мичиган Инжиниринг, Коммуникации и Маркетинг, CC BY-ND

Это устойчивое изображение средств массовой информации о вспышках инфекционных заболеваний, включая текущую вспышку коронавируса в Ухане, Китай: люди в общественных местах с лицами, наполовину скрытыми хирургическими масками.
                                                                                       

Фильтры давно используются для удаления частиц, включая вирусы и бактерии, из воздуха, которым мы дышим. Фильтры частиц являются ключевыми компонентами систем вентиляции зданий и самолетов. К сожалению, вирусы намного меньше, чем мельчайшие частицы, которые эти фильтры обычно надежно захватывают.

Одной из возможностей сдерживания распространения находящихся в воздухе патогенов является нетепловой плазменный реактор. Плазма — это четвертое состояние вещества, газ, состоящий из электрически заряженных ионов и электронов, а не нейтральных атомов и молекул. Нетепловое означает, что плазма не образуется при высоких температурах. В Университете Мичигана мы с коллегами разработали нетепловой плазменный реактор, который оставляет находящиеся в воздухе патогенные микроорганизмы неспособными инфицировать организмы-хозяева, включая людей. Плазма окисляет вирусы, что отключает их механизм проникновения в клетки.

После испытаний в лаборатории и на животноводческих объектах мы показали, что реактор снижает количество инфекционных вирусов в воздушном потоке более чем на 99%. Мы разрабатываем технологию для использования в животноводстве, но она также может быть полезна, когда люди сосредоточены в закрытых помещениях, в том числе на коммерческих самолетах.

Ученые не знают, что делает некоторые вирусы и бактерии более устойчивыми в воздухе, чем другие. Давно известно, что туберкулез и корь очень заразны, в то время как недавнее исследование доказало, что грипп также может оставаться инфекционным в воздухе более часа, что ранее считалось исследователями маловероятным. Закрытые или переполненные помещения уменьшают вероятность разложения вируса или растворения в воздухе, увеличивая вероятность того, что воздействие приведет к заражению.

Инфекционные заболевания, передающиеся воздушно-капельным путем, в том числе свиной и птичий грипп, затронули производителей свинины, птицы и яиц. По оценкам, только один репродуктивно-респираторный синдром свиней в США стоит ежегодно более 600 млн. Долл. США. В 2015 г. более 50 млн. Кур и индеек было забраковано, чтобы остановить распространение высокопатогенного птичьего гриппа из-за его способности заражать людей./р>

Существует несколько теорий о том, как нетепловая плазма убивает бактерии, но переносимые по воздуху вирусы не «живы», как бактерии, и поэтому не могут быть «убиты» таким же образом. Кроме того, понимание исследователями нетермической плазменной стерилизации в основном основано на стерилизации загрязненных поверхностей с использованием длительных воздействий плазмы в течение нескольких минут, намного дольше, чем воздействие, измеренное в течение нескольких секунд в наших тестах и ​​в более раннем аналогичном исследовании.

В наших тестах плазма снизила количество инфекционных вирусов в воздухе более чем на 99%, но сами вирусы остались с ДНК практически без изменений. Это означает, что плазма не уничтожила вирус, а изменила его способность заражать. Мы работаем, чтобы понять, как это происходит, что поможет нам спроектировать или «настроить» реактор.

Мои коллеги и я в настоящее время оцениваем, как аммиак, постоянно присутствующий у животных как побочный продукт их отходов, влияет на плазму, генерируемую реактором.

Мы также рассматриваем, как использовать нетепловые плазменные реакторы в самолетах. Полеты на дальние расстояния могут перевозить зараженных пассажиров по всему миру, как это сразу видно из карт, показывающих подтвержденные случаи нового коронавируса. Менее очевиден риск для попутчиков. Существует много аспектов передачи вируса в кабинах самолетов, включая движение пассажиров во время полетов. Режимы циркуляции воздуха в кабине важны для определения того, как далеко и куда может быть перенесен вирус после заражения пассажиром.

Ученым необходимо лучше понять эти переменные, прежде чем производители и эксплуатанты самолетов смогут использовать нетепловые плазменные реакторы для борьбы с распространением инфекционных заболеваний.

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *