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Un appareil à plasma conçu pour les consommateurs peut désinfecter rapidement les surfaces :


La pandémie COVID-19 a jeté une lumière crue sur le besoin urgent de strategies rapides et faciles pour désinfecter et désinfecter les objets quotidiens à fort contact tels que les poignées de porte, les stylos, les crayons et les équipements de protection personnels portés pour empêcher les bacterial infections de se propager. Aujourd’hui, des scientifiques du laboratoire de physique du plasma de Princeton du département américain de l’énergie (DOE) et du New Jersey Institute of Engineering (NJIT) ont démontré le premier appareil transportable adaptable basé sur un plasma à basse température – un gaz composé d’atomes. molécules et électrons et ions flottants – que les consommateurs peuvent utiliser rapidement et facilement pour désinfecter les surfaces sans formation particulière.

Des expériences récentes montrent que le prototype, qui fonctionne à température ambiante sous une pression atmosphérique normale, peut éliminer 99,99% des bactéries sur les surfaces, y compris les textiles et les métaux en seulement 90 secondes. L’appareil a montré une efficacité encore as well as élevée de 99,9999% lorsqu’il est utilisé avec le peroxyde d’hydrogène antiseptique. Les scientifiques pensent qu’il sera tout aussi efficace contre les virus. «Nous le testons actuellement avec des virus humains», a déclaré la physicienne du PPPL Sophia Gershman, premier auteur d’un posting dans Scientific Experiences qui décrit le dispositif et les recherches qui le sous-tendent.

Résultats positifs bien accueillis

Les résultats positifs ont été les bienvenus au PPPL, qui élargit ses portefeuilles de recherche sur la fusion et de science du plasma. “Nous sommes très heureux de voir les plasmas utilisés pour une as well as big gamme d’applications susceptibles d’améliorer la santé humaine”, a déclaré Jon Menard, directeur adjoint de la recherche chez PPPL.



Le dispositif transportable versatile, appelé décharge à barrière diélectrique (DBD), est construit comme un sandwich, a déclaré Gershman. “C’est une tranche de pain à haute stress sur du fromage qui est un isolant et un morceau de discomfort mis à la terre avec des trous”, a-t-elle déclaré.

La tranche de “discomfort” haute pressure est une électrode en ruban de cuivre. L’autre tranche est une électrode mise à la terre avec des trous pour laisser passer le plasma. Entre ces tranches se trouve le «fromage» de ruban isolant. “En gros, ce sont tous des rubans flexibles comme du scotch ou du ruban adhésif”, a déclaré Gershman. “L’électrode de terre fait face aux utilisateurs et rend le dispositif sûr à utiliser.”



Le plasma à température ambiante interagit avec l’air pour produire ce que l’on appelle des espèces réactives d’oxygène et d’azote – molécules et atomes des deux éléments – avec un mélange d’électrons, de courants et de champs électriques. Les électrons et les champs s’associent pour permettre aux espèces réactives de pénétrer et de détruire les parois cellulaires des bactéries et de tuer les cellules.

Les plasmas à température ambiante, qui se comparent aux plasmas de fusion des études PPPL qui sont plusieurs fois plus chauds que le noyau du soleil, sont produits en envoyant de courtes impulsions d’électrons à grande vitesse à travers des gaz comme l’air, créant le plasma et ne laissant pas de temps pour cela. chauffer. Ces plasmas sont également beaucoup moreover froids que les plasmas à mille degrés que le laboratoire étudie pour synthétiser des nanoparticules et mener d’autres recherches.

Une particularité de l’appareil est sa capacité à améliorer l’action du peroxyde d’hydrogène, un nettoyant antiseptique courant. «Nous démontrons une désinfection in addition rapide que le plasma ou le peroxyde d’hydrogène seul en fonctionnement steady à faible puissance», écrivent les auteurs. “Par conséquent, l’activation par plasma d’une remedy de peroxyde d’hydrogène à faible concentration, à l’aide d’un dispositif DBD flexible portatif, se traduit par une amélioration spectaculaire de la désinfection.”

Nouvelle collaboration

L’obtention de ces résultats était une collaboration inédite qui a réuni l’expertise en physique des plasmas de PPPL et le savoir-faire biologique d’un laboratoire du NJIT. «Bien que nous soyons généralement un laboratoire de neurobiologie qui étudie la locomotion, nous étions impatients de collaborer avec PPPL sur un projet lié au COVID-19», a déclaré Gal Haspel, professeur de sciences biologiques au NJIT et co-auteur de l’article.

La réalisation des exams de désinfection du plasma était la co-auteure Maria Benem Harreguy, étudiante diplômée en sciences biologiques au NJIT, avec l’aide de Gershman. “Elle a fait toutes les expériences et sans elle, nous n’aurions pas cette étude”, a déclaré Gershman.

L’idée de cette recherche a commencé “dès que nous sommes entrés dans le verrouillage COVID en mars dernier”, a déclaré le physicien et co-auteur de PPPL Yevgeny Raitses, qui dirige le Princeton Collaborative Temperature Plasma Research Facility (PCRF) – une joint-undertaking de PPPL et Université de Princeton soutenue par le DOE Business office of Science (FES) qui a fourni des ressources pour ce travail par le biais d’un projet utilisateur. «Chez PCRF, nous réfléchissions à la manière d’aider à lutter contre le COVID grâce à notre recherche sur le plasma à basse température, et cela a été passionnant pour nous de poursuivre cette collaboration», a-t-il déclaré.

Raitses a guidé le côté PPPL du projet, qui comprenait la mise en place du DBD basé sur une conception de floor imprimée et la caractérisation de la décharge de plasma dans cet appareil, et a supervisé la collaboration en cours avec NJIT. À l’avenir, dit-il, “nous travaillons pour avoir accès à une installation dans laquelle nous pourrons appliquer le DBD et d’autres dispositifs pertinents contre le virus SARS CoV-2” qui cause le COVID-19. “Des recherches sont également en cours avec des immunologistes et des virologues de l’Université de Princeton et de l’Université Rutgers pour étendre l’applicabilité des dispositifs à plasma développés à une plus significant gamme de virus.”