COVID-19大流行已迫切需要快速简便的技术来消毒和消毒日常使用的高接触物体，例如门把手，钢笔，铅笔和为防止感染而传播的个人防护装备。现在，美国能源部（DOE）普林斯顿等离子体物理实验室和新泽西理工学院（NJIT）的科学家展示了首款基于低温等离子体的柔性手持式设备-一种由原子组成的气体，分子以及自由浮动的电子和离子-消费者无需特殊培训即可快速轻松地用于消毒表面。
最近的实验表明，该原型可在室温下于正常大气压下运行，可在90秒内消除99.99％的表面细菌，包括纺织品和金属。与消毒过氧化氢一起使用时，该装置显示出更高的99.9999％有效性。科学家认为，它对病毒也同样有效。“我们正在与人类病毒，现在测试它，” PPPL物理学家索菲亚格许曼，在论文的第一作者说的科学报告，描述了设备和它背后的研究。
欢迎取得积极成果
PPPL的积极成果受到欢迎，该公司正在扩大其聚变研究和等离子体科学产品组合。PPPL研究副主任乔恩·梅纳德说：“看到血浆被广泛用于可能改善人类健康的应用领域，我们感到非常兴奋。”
格什曼说，这种被称为介电势垒放电（DBD）的柔性手持设备的构造像三明治一样。她说：“这是奶酪上的高压面包，是绝缘子，是接地的面包，上面有孔。”
“面包”的高压切片是由铜带制成的电极。另一片是接地电极，其上有孔，可让等离子流过。在这些切片之间是绝缘胶带的“奶酪”。格什曼说：“基本上，所有的胶带都是透明胶带或透明胶带，例如透明胶带或布基胶带。” “接地电极面向用户，使设备安全使用。”
室温等离子体与空气相互作用，产生所谓的反应性氧和氮物质-两种元素的分子和原子-以及电子，电流和电场的混合物。电子和电场合作，使反应性物种渗透并破坏细菌的细胞壁并杀死细胞。
室温等离子体是通过比空气中的气体发送高速电子的短脉冲，产生等离子体而没有时间的方法产生的，而等离子体等离子体与PPPL研究的融合等离子体相比，室温等离子体的温度要比太阳的核心高很多倍。加热。这种等离子体也比实验室研究以合成纳米颗粒并进行其他研究的千度等离子体要凉得多。
该设备的一个特殊功能是它具有改善过氧化氢（一种常见的杀菌清洁剂）作用的能力。作者写道：“在稳定的低功率运行中，我们证明了比单独的血浆或过氧化氢更快的消毒速度。” “因此，使用手持式柔性DBD设备对低浓度过氧化氢溶液进行等离子体活化，可大大提高消毒效果。”
新颖的合作
为了实现这些结果，我们进行了一次新颖的合作，将PPPL的等离子体物理学专业知识与NJIT实验室的生物学知识结合在一起。NJIT生物科学教授，论文的合著者Gal Haspel说：“虽然我们通常是一个研究运动的神经生物学实验室，但我们渴望与PPPL合作开展与COVID-19相关的项目。”
进行血浆消毒测试的作者是新泽西理工大学生物科学专业的研究生Maria Benem Harreguy，作者是Gershman。格什曼说：“她做了所有的实验，没有她，我们将不会进行这项研究。”
PPPL的物理学家和合著者Yevgeny Raitses表示，这项研究的想法“从去年三月我们进入COVID锁定之时就开始了”，后者是普林斯顿合作温度等离子体研究设施（PCRF）的创始人，该实验室是PPPL和普林斯顿大学在美国能源部科学办公室（FES）的支持下，该办公室通过一个用户项目为这项工作提供了资源。他说：“ PCRF的我们正在考虑如何通过我们的低温等离子体研究来帮助抗击COVID，我们能够继续进行这种合作感到非常兴奋。”
Raitses指导了项目的PPPL方面，其中包括根据印刷表面设计设置DBD并表征该设备中的等离子体放电，并监督与NJIT正在进行的合作。他说，展望未来，“我们正在努力使用一种设施，在该设施中，我们将能够对那些导致COVID-19的SARS CoV-2病毒应用DBD和其他相关设备”。“还正在进行与普林斯顿大学和罗格斯大学的免疫学家和病毒学家的研究，以将已开发的血浆装置的适用性扩展到更广泛的病毒中。”