Сред многото предизвикателства, с които се сблъскваме с разпространението на COVID-19, е способността на коронавируса да оцелява на повърхности за дълги периоди от време.
Въпреки че можем ефективно да изтрием предмети или да ги стерилизираме с алкохол, какво ще кажете за по-деликатни повърхности като картон?
Дори в атмосферата, SARS-CoV-2 може да оцелее до няколко часа; върху картона може да издържи до 24 часа, а жизнеспособни частици се откриват върху пластмасата в рамките на три дни след замърсяването.
Учени от много дисциплини инвестират огромни ресурси в борбата срещу пандемията. Сега екип, ръководен от инженера Jitong Chen от UCLA, може да е намерил решение. Те току-що демонстрираха способността на студената плазма да убива вируса на голямо разнообразие от повърхности, без да уврежда материала.
„Всичко, което използваме, идва от въздуха“, обяснява авиокосмическият инженер Ричард Виртц. „Въздух и електричество: Това е много здравословна процедура, без странични ефекти.“
Плазмата, най-слабо проучената от четирите основни състояния на материята (останалите три са твърди, течни и газообразни), естествено възниква в горните слоеве на атмосферата. Образува се, когато електроните се отделят от атомите си (което прави атомите положително заредени) и заедно създават супа от заредени частици, които са нестабилни и следователно по-реактивни от еквивалентното им газово състояние.
Вече е доказано, че студената плазма действа срещу устойчиви на лекарства бактерии. Той нарушава структурата на тяхната повърхност и ДНК, без да уврежда човешката тъкан. Действа дори срещу ракови клетки.
Чен, Виртц и колеги са разработили и 3D отпечатали устройство за атмосферна плазма, което използва газ аргон, инертен и стабилен елемент, който е един от най-често срещаните газове в нашия въздух. Устройството изпраща ускоряващи електрони през газа, отделяйки газовите атоми от външните електрони, когато се сблъскат; изисква само 12 вата непрекъсната мощност за работа.
(Chen et al, Physics of Fluids, 2020).
Екипът насочи поток от реактивни частици с почти стайна температура върху замърсени повърхности, излагайки ги на електрически ток, заредени атоми и молекули (йони) и UV лъчение.
Те тестваха ефектите на плазмата върху шест повърхности, включително картон, кожа, пластмаса и метал, и установиха, че на всяка повърхност повечето вирусни частици са инактивирани само след 30 секунди. Три минути контакт с плазмата унищожиха вируса напълно.
Изследователите вярват, че реактивните кислородни и азотни йони, произведени от взаимодействието на плазмата с въздуха, унищожават вирусни частици; когато тестваха плазмата с хелий, която произвежда по-малко от този вид атоми, тя се оказа неефективна дори след пет минути употреба.
Когато заредените частици се събират на повърхността на вириона, те могат да повредят обвивката му поради електростатични сили, водещи до неговото разкъсване. Йоните също могат да разрушат структурно важни връзки, като връзки между два въглеродни атома, въглерод и кислород, и въглеродни и азотни атоми.
Експериментите върху ефектите на плазмата върху бактериите и вирусите показват, че увреждането на външната обвивка на вируса може да включва протеини, важни за свързването с клетките.
“Резултатите също така предполагат, че студената плазма трябва да бъде тествана за инактивиране на аерозолния SARS-CoV-2”, пишат Wirtz и колеги в своя доклад.
“Това е само началото”, каза Виртц. “Ние сме уверени и имаме големи надежди за плазма в бъдеще.”
Изследването е публикувано в списанието Physics of Fluids.
Източници: Снимка: (Ковалова З. и др.).
