Ikke-termisk plasma:ny teknologi kan dræbe 99,9% af de dødelige bakterier i luften

Du kan leve uden mad i tre uger og uden vand i op til tre dage. Men du kan ikke leve uden luft i mere end tre korte minutter. Det er ikke kun overfloden af ​​luft, der betyder noget – kvaliteten er afgørende, også. Desværre, luft kan være forurenet med farlige bakterier kendt som luftbårne patogener, såsom bakterier og vira.

Luftbårne sygdomme overføres meget let, og kan resultere i luftvejssygdomme, der kan være livstruende. Det er derfor ikke underligt, at udbrud af luftbårne infektionssygdomme er et stort folkesundhedsproblem, og at forskere arbejder hårdt på at komme med teknologier til at give ren luft. Indtil nu, imidlertid, sådanne teknologier har haft begrænset succes.

Nu tyder en ny undersøgelse på, at ikke-termisk plasma - en kølig gas, der består af elektrisk ladede partikler, på trods af at den ikke har nogen samlet ladning – kunne inaktivere luftbårne vira og give steril luft. Selvom teknologien har en lang historie og mange anvendelser (i medicin og fødevareindustrien), dette er en helt ny anvendelse af det.

Ødelæggende udbrud

Virus, der kan spredes gennem luften, omfatter influenza (influenza), almindelig forkølelse (rhinovirus), skoldkopper (varicella zoster), fåresyge og mæslinger. Især mæslinger er blevet stemplet som en tidsindstillet bombe for folkesundheden, da mange forældre undlader at vaccinere deres børn. Vigtigt, vaccination er den eneste måde at forhindre helt at få mæslinger.

Inficerede individer kan overføre luftbårne vira gennem dråber og små partikler, der udskilles under nys og hoste. Disse vira kan spredes meget hurtigt fra person til person gennem luften, især i overfyldte områder som skoler og plejehjem.

Influenza er en af ​​de mest almindelige luftbårne vira, og den er meget smitsom. Sygdom kan variere fra mild til svær luftvejssygdom og endda død, med symptomer, herunder pludselig opstået feber, hoste, ondt i halsen, løbende næse, hovedpine, utilpashed og muskel- og ledsmerter. Hospitalsindlæggelse og dødsfald på grund af influenzavirus kan forekomme i højrisikogrupper, herunder børn, de ældre, gravid kvinde, personer med et svækket immunsystem – såsom hiv- eller kræftpatienter – og nogle personer med kroniske sygdomme.

Ifølge WHO, influenza resulterer i mere end 3 millioner tilfælde af alvorlig sygdom om året og omkring 290, 000-650, 000 dødsfald. Den mest dødelige pandemi af influenzavirus var den spanske syge (H1N1) i 1918-1919, der inficerede omkring en fjerdedel af verdens befolkning og forårsagede mere end 40 millioner dødsfald. Nyligt opståede luftbårne vira såsom alvorligt akut respiratorisk syndrom (SARS) spredte sig også hurtigt fra Kina til mange lande over hele verden.

Behandling af milde luftbårne virusinfektioner omfatter hvile og væske. Imidlertid, der er ingen specifikke antivirale lægemidler til behandling af alvorlige infektioner. Det er også meget svært at forhindre dig i at fange dem, selvom du kan reducere eksponeringen gennem nogle gode vaner såsom almindelig håndvask. Hvis du har en infektion, du kan mindske risikoen for at give dem videre ved at dække nysen og hoste med et serviet eller en hospitalsmaske.

At rense luften

Der findes i øjeblikket luftdesinfektionsmetoder, men de har flere begrænsninger. Ultraviolet bakteriedræbende bestråling (UVGI), for eksempel, er en desinfektionsmetode, der bruger ultraviolet lys til at dræbe eller inaktivere mikroorganismer ved at ødelægge deres DNA, så de ikke kan formere sig inde i menneskekroppen. Imidlertid, overeksponering for UVGI har en negativ sundhedseffekt, fører til hudrødme (overfladisk rødme af huden) og en smertefuld øjensygdom kendt som fotokeratitis.

Luftfiltrering er en god metode til at rense luften ved at lede den gennem et filter, som fjerner partikler og forhindrer udefrakommende patogener i at trænge ind i bygninger såsom sundhedsfaciliteter. Imidlertid, nogle luftbårne patogener er for små til at blive fjernet og kan passere gennem luftfiltre.

Den nye metode udviklet af forskere ved University of Michigan giver dog håb. Deres studie, offentliggjort i Journal of Physics, viser, at et ikke-termisk plasma kan inaktivere 99,9 % af luftbårne vira ved at frigive energiske, ladede fragmenter af luftmolekyler, der kan ødelægge vira på mindre end et sekund. Det ikke-termiske plasma kan også dræbe bakterier gennem ødelæggelse af deres cellevæg.

Plasmaet blev produceret i en ikke-termisk plasmareaktor. Når patogener i luften passerer gennem det, de reagerer med dets ustabile atomer kaldet radikaler (såsom ozon). Disse ændrer lipiderne, proteiner og nukleinsyrer fra de mikroorganismer, de møder - dræber patogenerne eller uskadeliggør dem. Enheden fungerer også ved at filtrere patogener fra luftstrømmen.

Kombination af filtrering og inaktivering af luftbårne patogener vil give en mere effektiv måde at levere steril luft på end nuværende enheder. Forskerholdet er allerede begyndt at teste reaktoren på ventilationsluftstrømme på en svinefarm for at bestemme dens effektivitet til at forhindre spredning af luftbårne patogener.

Men mens enheden er effektiv, er det sikkert? Vi ved, at ozon er forbundet med luftvejstilstande. Men forskerne siger, at ozoneksponering fra enheden er inden for reguleringsstandarder, hvilket betyder, at det ikke bør udgøre en sikkerhedsrisiko.

Så det ser ud til, at ikke-termiske plasmareaktorer har potentialet til at erstatte den traditionelle ansigtsmaske og give steril luft – især i overfyldte områder som i offentlig transport, og på skoler og hospitaler.

I betragtning af hvor svært det er at forhindre overførsel af luftbårne sygdomme, det er gode nyheder. Selvom vi ofte kan vælge, hvilken mad vi skal spise og hvilke drikkevarer vi skal drikke, vi kan ikke, trods alt, vælge hvilken luft vi indånder.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.