COVID-19の普及で直面する多くの課題の中には、コロナウイルスが表面上で長期間生き残る能力があります。
アイテムを効果的に拭き取ったり、アルコールで殺菌したりすることはできますが、段ボールのようなより繊細な表面はどうでしょうか。
大気中でも、SARS-CoV-2は最大数時間生き残ることができます。 段ボールでは最大24時間持続し、汚染されてから3日以内に生存可能な粒子がプラスチック上に見つかります。
多くの分野の科学者が、パンデミックとの戦いに莫大なリソースを投資しています。 現在、UCLAのエンジニアJitongChenが率いるチームが解決策を見つけた可能性があります。 彼らは、材料に損傷を与えることなく、さまざまな表面でウイルスを殺すコールドプラズマの能力を実証したばかりです。
「私たちが使用するものはすべて空中からのものです」と航空宇宙エンジニアのリチャード・ウィルツは説明します。 「空気と電気：これは副作用のない非常に健康的な手順です。」
プラズマは、物質の4つの基本状態(他の3つは固体、液体、気体)の中で最も研究されていないものであり、自然に上層大気で発生します。 これは、電子が原子から離れて(原子を正に帯電させて)一緒になって、不安定で同等のガス状態よりも反応性の高い帯電粒子のスープを生成するときに形成されます。
コールドプラズマは、薬剤耐性細菌に対して機能することがすでに証明されています。 それは人間の組織に損傷を与えることなくそれらの表面とDNAの構造を破壊します。 それは癌細胞に対してさえ働きます。
Chen、Wirtzらは、空気中で最も一般的なガスの1つである不活性で安定した元素であるアルゴンガスを使用する大気プラズマジェット装置を開発し、3D印刷しました。 このデバイスは、加速する電子をガスに送り、衝突したときにガス原子を外部電子から分離します。 動作に必要な連続電力はわずか12ワットです。
(Chen et al、Physics of Fluids、2020)。
チームは、ほぼ室温の反応性粒子の流れを汚染された表面に向け、それらを電流、帯電した原子と分子(イオン)、およびUV放射にさらしました。
彼らは、段ボール、革、プラスチック、金属を含む6つの表面でプラズマの影響をテストし、各表面で、ほとんどのウイルス粒子がわずか30秒後に不活性化されることを発見しました。 血漿との3分間の接触は、ウイルスを完全に破壊しました。
研究者たちは、血漿が空気と相互作用するときに形成される酸素と窒素の反応性イオンがウイルス粒子を破壊すると信じています。 これらの種類の原子の生成が少ないヘリウム燃料プラズマをテストしたところ、5分間使用しても効果がありませんでした。
帯電した粒子がビリオンの表面に集まると、静電力によってシェルが損傷し、破裂する可能性があります。 イオンは、2つの炭素原子、炭素と酸素、および炭素と窒素原子間の結合など、構造的に重要な結合を切断することもできます。
細菌やウイルスに対する血漿の影響に関する実験では、ウイルスの外皮への損傷には、細胞への結合に重要なタンパク質が含まれる可能性があることが示されています。
「結果はまた、コールドプラズマがエアロゾル媒介SARS-CoV-2の不活性化についてテストされるべきであることを示唆している」とWirtzと同僚は彼らの論文に書いた。
「これはほんの始まりに過ぎない」とウィルツ氏は語った。 「私たちは自信を持っており、将来のプラズマに大きな期待を寄せています。」
この研究は、ジャーナルPhysicsofFluidsに掲載されています。
出典：写真：(Kovalova Z. et al。)
