COVID-19大流行已迫切需要快速簡便的技術(shù)來消毒和消毒日常使用的高接觸物體，例如門把手，鋼筆，鉛筆和為防止感染而傳播的個人防護(hù)裝備。現(xiàn)在，美國能源部（DOE）普林斯頓等離子體物理實驗室和新澤西理工學(xué)院（NJIT）的科學(xué)家展示了首款基于低溫等離子體的柔性手持式設(shè)備-一種由原子組成的氣體，分子以及自由浮動的電子和離子-消費者無需特殊培訓(xùn)即可快速輕松地用于消毒表面。

最近的實驗表明，該原型可在室溫下于正常大氣壓下運行，可在90秒內(nèi)消除99.99％的表面細(xì)菌，包括紡織品和金屬。與消毒過氧化氫一起使用時，該裝置顯示出更高的99.9999％有效性。科學(xué)家認(rèn)為，它對病毒也同樣有效。“我們正在與人類病毒，現(xiàn)在測試它，” PPPL物理學(xué)家索菲亞格許曼，在論文的第一作者說的科學(xué)報告，描述了設(shè)備和它背后的研究。

歡迎取得積極成果

PPPL的積極成果受到歡迎，該公司正在擴(kuò)大其聚變研究和等離子體科學(xué)產(chǎn)品組合。PPPL研究副主任喬恩·梅納德說：“看到血漿被廣泛用于可能改善人類健康的應(yīng)用領(lǐng)域，我們感到非常興奮。”

格什曼說，這種被稱為介電勢壘放電（DBD）的柔性手持設(shè)備的構(gòu)造像三明治一樣。她說：“這是奶酪上的高壓面包，是絕緣子，是接地的面包，上面有孔。”

“面包”的高壓切片是由銅帶制成的電極。另一片是接地電極，其上有孔，可讓等離子流過。在這些切片之間是絕緣膠帶的“奶酪”。格什曼說：“基本上，所有的膠帶都是透明膠帶或透明膠帶，例如透明膠帶或布基膠帶。” “接地電極面向用戶，使設(shè)備安全使用。”

室溫等離子體與空氣相互作用，產(chǎn)生所謂的反應(yīng)性氧和氮物質(zhì)-兩種元素的分子和原子-以及電子，電流和電場的混合物。電子和電場合作，使反應(yīng)性物種滲透并破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁并殺死細(xì)胞。

室溫等離子體是通過比空氣中的氣體發(fā)送高速電子的短脈沖，產(chǎn)生等離子體而沒有時間的方法產(chǎn)生的，而等離子體等離子體與PPPL研究的融合等離子體相比，室溫等離子體的溫度要比太陽的核心高很多倍。加熱。這種等離子體也比實驗室研究以合成納米顆粒并進(jìn)行其他研究的千度等離子體要涼得多。

該設(shè)備的一個特殊功能是它具有改善過氧化氫（一種常見的殺菌清潔劑）作用的能力。作者寫道：“在穩(wěn)定的低功率運行中，我們證明了比單獨的血漿或過氧化氫更快的消毒速度。” “因此，使用手持式柔性DBD設(shè)備對低濃度過氧化氫溶液進(jìn)行等離子體活化，可大大提高消毒效果。”

新穎的合作

為了實現(xiàn)這些結(jié)果，我們進(jìn)行了一次新穎的合作，將PPPL的等離子體物理學(xué)專業(yè)知識與NJIT實驗室的生物學(xué)知識結(jié)合在一起。NJIT生物科學(xué)教授，論文的合著者Gal Haspel說：“雖然我們通常是一個研究運動的神經(jīng)生物學(xué)實驗室，但我們渴望與PPPL合作開展與COVID-19相關(guān)的項目。”

進(jìn)行血漿消毒測試的作者是新澤西理工大學(xué)生物科學(xué)專業(yè)的研究生Maria Benem Harreguy，作者是Gershman。格什曼說：“她做了所有的實驗，沒有她，我們將不會進(jìn)行這項研究。”

PPPL的物理學(xué)家和合著者Yevgeny Raitses表示，這項研究的想法“從去年三月我們進(jìn)入COVID鎖定之時就開始了”，后者是普林斯頓合作溫度等離子體研究設(shè)施（PCRF）的創(chuàng)始人，該實驗室是PPPL和普林斯頓大學(xué)在美國能源部科學(xué)辦公室（FES）的支持下，該辦公室通過一個用戶項目為這項工作提供了資源。他說：“ PCRF的我們正在考慮如何通過我們的低溫等離子體研究來幫助抗擊COVID，我們能夠繼續(xù)進(jìn)行這種合作感到非常興奮。”

Raitses指導(dǎo)了項目的PPPL方面，其中包括根據(jù)印刷表面設(shè)計設(shè)置DBD并表征該設(shè)備中的等離子體放電，并監(jiān)督與NJIT正在進(jìn)行的合作。他說，展望未來，“我們正在努力使用一種設(shè)施，在該設(shè)施中，我們將能夠?qū)δ切?dǎo)致COVID-19的SARS CoV-2病毒應(yīng)用DBD和其他相關(guān)設(shè)備”。“還正在進(jìn)行與普林斯頓大學(xué)和羅格斯大學(xué)的免疫學(xué)家和病毒學(xué)家的研究，以將已開發(fā)的血漿裝置的適用性擴(kuò)展到更廣泛的病毒中。”