Нетепловая плазма: новая технология поможет убить 99,9 % смертельных микробов в воздухе.

Вы можете прожить без еды три недели и до трех дней без воды. Но вы не можете прожить без воздуха более трех минут. Важен не только достаток воздуха, но и его качество. К сожалению, воздух может быть загрязнен опасными микробами, распространяющимися воздушно-капельным путем, такими как бактерии и вирусы.

Воздушно-капельные инфекции легко передаются и могут привести к респираторным заболеваниям, опасным для жизни. Поэтому неудивительно, что вспышки инфекционных заболеваний, передаваемых воздушно-капельным путем, являются серьезной проблемой общественного здравоохранения, и исследователи прилагают все усилия, чтобы разработать технологии для обеспечения чистого воздуха. Однако до сих пор эти технологии имели недостаточный успех.

Новое исследование предполагает, что нетепловая плазма — холодный газ, состоящий из электрически заряженных частиц, несмотря на отсутствие общего заряда — может инактивировать вирусы, распространяющиеся в воздухе, обеспечив тем самым стерильный воздух. Несмотря на то, что технология имеет долгую историю и множество применений (например, в медицине и пищевой промышленности), это совершенно новый способ использования.

Разрушительные вспышки

К вирусам, которые распространяются по воздуху, относят грипп, простуду (риновирус), ветряную оспу, эпидемический паротит и корь. В частности, корь была названа бомбой замедленного действия общественного здравоохранения, так как многие родители не прививают своих детей. Важно отметить, что вакцинация — единственный способ полностью предотвратить заражение корью.

Инфицированные люди могут передавать вирусы через капли и маленькие частицы, выделяемые во время чихания и кашля. Эти вирусы могут распространяться очень быстро от человека человеку через воздух, особенно в общественных местах, таких как школы и дома престарелых.

Грипп — один из самых простых и заразных вирусов, передающихся воздушно-капельным путем. Болезнь может проявляться в виде легкого или тяжелого респираторного заболевания и даже приводить к смерти, сопровождаясь такими симптомами, как повышение температуры, кашель, боль в горле, насморк, зубная боль, недомогание, мышечная и суставная боли. Госпитализации и смерти от вируса подвержены люди высоких групп риска, которые включают детей, пожилых людей, беременных женщин, людей с ослабленной иммунной системой — ВИЧ-инфицированных или больных раком — и некоторых людей с хроническими заболеваниями.

Вирус гриппа в представлении художника. Shutterstock.

По данным ВОЗ, грипп является причиной тяжелой болезни в более чем 3 миллионах случаев в год, а также причиной смерти в 290000–650000 случаев. Самой смертельной пандемией вируса гриппа был испанский грипп (H1N1) в 1918–1919 годах, которым было заражено около четверти населения и который стал причиной смерти более 40 миллионов человек. Вновь возникшие воздушно-капельные инфекции, такие как тяжелый острый респираторный синдром (ТОРС), также быстро распространились из Китая во многие страны мира.

Лечение легких воздушно-капельных вирусных инфекций включает отдых и обильное питье. Однако не существует специфических антивирусных препаратов для лечения тяжелых инфекций. Также очень тяжело предотвратить заражение вирусами, хотя вы можете сократить подверженность их воздействию несколькими привычками, такими как регулярное мытье рук. Если вы инфицированы, вы можете сократить риск передачи, прикрываясь салфеткой или больничной маской во время чихания и кашля.

Очистка воздуха

В настоящее время доступны методы дезинфекции воздуха, но они имеют несколько недостатков. Ультрафиолетовое бактерицидное облучение (УБО), например, является методом дезинфекции, который использует ультрафиолетовый свет для уничтожения или инактивации микроорганизмов, уничтожая их ДНК, чтобы они не могли размножаться внутри человеческого тела. Однако, чрезмерное воздействие УБО оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье, приводя к эритеме кожи (поверхностное покраснение кожи) и болезненному состоянию глаз, известному как фотокератит.

Фильтрация является хорошим методом очистки воздуха, который заключается в пропускании его через фильтр, удаляющий частицы и препятствующий проникновению внешних патогенов в здания, например, больницы. Однако возбудители некоторых воздушно-капельных инфекций настолько маленькие, что могут проникать через воздушные фильтры.

Новый метод, разработанный исследователями Мичиганского Университета, подает большие надежды. Их исследование, опубликованное в Journal of Physics, показывает, что нетепловая плазма может инактивировать 99,9 % находящихся в воздухе вирусов, высвобождая энергетически заряженные фрагменты молекул воздуха, которые способны уничтожать вирусы менее, чем за секунду. Нетепловая плазма может также убить бактерию путем разрушения ее клеточной стенки.

Плазма образуется в нетепловом реакторе. Когда микробы проходят через него, они взаимодействуют с нестабильными атомами, называемыми радикалами (такими как озон). Радикалы изменяют липиды, белки и нуклеиновые кислоты микроорганизмов, с которыми сталкиваются, тем самым убивая микробы или делая их безвредными. Устройство также фильтрует микробы из воздушного потока.

Сочетание фильтрации и инактивации воздушных микробов обеспечит более эффективный способ подачи стерильного воздуха, чем современные устройства. Команда исследователей уже начала тестирование реактора в вентиляционной системе на свиноферме, чтобы определить его эффективность в предотвращении распространения возбудителей в воздухе.

Устройство эффективно, но безопасно ли? Мы знаем, что озон связан с респираторными заболеваниями. Однако исследователи утверждают, что воздействие озона, выделяемого этим устройством, находится в рамках нормативных стандартов, а это значит, что оно не должно представлять угрозу безопасности.

Итак, похоже, что нетепловые плазменные реакторы могут заменить традиционные маски и обеспечить стерильный воздух — особенно в местах массового скопления, таких как общественный транспорт, школы и больницы.

Учитывая, как сложно предотвратить распространение воздушно-капельных инфекций, это великолепная новость. Хотя мы часто можем выбрать, какую еду нам есть и какой напиток пить, но мы не можем выбрать, каким воздухом нам дышать.