Među mnogim izazovima s kojima se suočavamo širenjem COVID-19 je sposobnost koronavirusa da dugo opstaje na površinama.
Iako stvari možemo učinkovito obrisati ili sterilizirati alkoholom, što je s osjetljivijim površinama poput kartona?
Čak i u atmosferi, SARS-CoV-2 može preživjeti i do nekoliko sati; na kartonu može trajati do 24 sata, a održive čestice se na plastici nalaze u roku od tri dana nakon što je onečišćena.
Naučnici iz mnogih disciplina ulažu svoja ogromna sredstva u borbu protiv pandemije. Sad je tim koji je vodio inženjer Jitong Chen iz UCLA možda pronašao rješenje. Upravo su pokazali sposobnost hladne plazme da ubije virus na širokom spektru površina bez oštećenja materijala.
“Sve što koristimo dolazi iz zraka”, objašnjava vazduhoplovni inženjer Richard Wirtz. 'Zrak i struja: Ovo je vrlo zdrav postupak bez ikakvih nuspojava.'
Plazma, najmanje proučena od četiri osnovna stanja materije (preostala tri su čvrsta, tečna i plinovita), prirodno nastaje u gornjim slojevima atmosfere. Nastaje kada se elektroni odvoje od svojih atoma (čineći atome pozitivno nabijenim) i zajedno stvaraju juhu od nabijenih čestica koje su nestabilne i stoga reaktivnije od svog ekvivalentnog gasnog stanja.
Već je dokazano da hladna plazma djeluje protiv bakterija otpornih na lijekove. To narušava strukturu njihove površine i DNK bez oštećenja ljudskog tkiva. Djeluje čak i protiv ćelija karcinoma.
Chen, Wirtz i njegovi kolege razvili su i 3D ispisali atmosferski plazemski mlazni uređaj koji koristi plin argon, inertan i stabilan element koji je jedan od najčešćih plinova u našem zraku. Uređaj šalje ubrzavajuće elektrone kroz plin, odvajajući atome plina od vanjskih elektrona kada se sudare; za rad mu je potrebno samo 12 vati neprekidne snage.
(Chen i dr., Fizika fluida, 2020).
Tim je usmerio tok reaktivnih čestica blizu sobne temperature na kontaminirane površine, izlažući ih električnoj struji, nabijenim atomima i molekulima (ionima) i UV zračenju.
Testirali su efekte plazme na šest površina, uključujući karton, kožu, plastiku i metal, i otkrili su da je na svakoj površini većina virusnih čestica inaktivirana nakon samo 30 sekundi. Tri minute kontakta s plazmom uništili su virus u potpunosti.
Istraživači vjeruju da reaktivni joni kiseonika i azota, nastali u interakciji plazme sa zrakom, uništavaju virusne čestice; kada su testirali plazmu na helij koja proizvodi manje ove vrste atoma, bila je neučinkovita čak i nakon pet minuta upotrebe.
Kada se nabijene čestice sakupe na površini viriona, elektrostatičkim silama mogu dovesti do njegovog pucanja, oštetiti njegovu ljusku. Joni mogu takođe razbiti strukturno važne veze, poput veza između dva atoma ugljenika, ugljenika i kiseonika, i atoma ugljenika i azota.
Eksperimenti o efektima plazme na bakterije i viruse pokazali su da oštećenje vanjske ovojnice virusa može uključivati proteine važne za vezivanje na ćelije.
“Rezultati takođe sugeriraju da hladnu plazmu treba testirati na inaktivaciju aerosolskog SARS-CoV-2”, napisali su Wirtz i kolege u svom radu.
“Ovo je samo početak”, rekao je Wirtz. “Uvjereni smo i polažemo velike nade u plazmu u budućnosti.”
Istraživanje je objavljeno u časopisu Physics of Fluids.
Izvori: Foto: (Kovalova Z. i dr.).
