Созданный для борьбы с сибирской язвой воздушный фильтр с холодной плазмой теперь готовится к борьбе с COVID

Apr 05, 2024

Исследователи Drexel's C. &. Институт плазмы Дж. Найхейма модернизирует воздушный фильтр с холодной плазмой, который они разработали в начале 2000-х годов, для предотвращения атак сибирской язвы, в надежде, что его можно будет использовать в системах отопления, вентиляции и кондиционирования для предотвращения распространения SARS-CoV-2 по воздуху в помещениях.

Исследователи из Института плазмы К. и Дж. Найхейма Университета Дрекселя модифицируют систему стерилизации воздуха, которую они создали для борьбы с угрозой атак сибирской язвы после 11 сентября, в надежде, что теперь она может помочь предотвратить COVID-19.

«Поскольку исследования в области общественного здравоохранения показывают, как вирус может сохраняться и передаваться по воздуху в помещениях, для инженеров будет становиться все более важным разработать технологию стерилизации воздуха, которая сможет нейтрализовать или удалить его», — сказал он.Александр Фридман, кандидат биологических наук, директор Института плазмы Найхейма и профессор Инженерного колледжа Дрекселя, который является ведущим проектом, поддерживаемым Национальным научным фондом, по разработке технологий, способных нейтрализовать новый коронавирус.

Проект, поддерживаемый грантом Национального научного фонда в размере 200 000 долларов США, является одним из первых проектов, изучающих способы уничтожения вируса SARS-CoV-2 в окружающей среде. В связи с острой необходимостью в такой технологии для снижения угрозы передачи вируса в закрытых общественных местах, таких как гостиницы, продуктовые магазины и больницы, NSF надеется использовать уже существующие технологии дезактивации для быстрого развертывания в ближайшие шесть-восемь месяцев.

Фридман, который был пионером в разработке технологии холодной плазмы в Институте плазмы Найхейма в течение последних двух десятилетий, предполагает, что ее результаты в приложениях для очистки пищевых продуктов и воды – а также аналогичные ускоренные усилия на фоне паники сибирской язвы в начале 2000-х годов – делают ее главным кандидат на этот новый вызов.

Технология плазменной обработки использует электрические импульсы для возбуждения частиц в воздухе, создавая молекулярный водоворот, который можно использовать для разрушения химических загрязнений и бактерий. Фридман специализируется на нетепловой, или холодной, плазме, которая, в отличие от более известной молнии, не выделяет тепла, поэтому с ней безопаснее обращаться – и ее гораздо легче контролировать.

Фильтр холодной плазмы, разработанный командой Фридмана в 2010 году, оказался более чем на 99% успешным в удалении спор сибирской язвы из воздуха. Их прототип был расширен Министерством транспорта Канады для использования на транспортных средствах до того, как паника террористов утихла.

В фильтре используется сетка из проводов, называемая разрядной системой с диэлектрической барьерной решеткой, для генерации электрических импульсов, необходимых для создания плазменного экрана. Теоретически, пропускание воздуха через сетку сможет дезактивировать вирусные частицы. Фридман полагает, что с небольшими изменениями в геометрии предыдущей конструкции ее можно будет использовать в домашних и промышленных установках HVAC.

«Стерилизация, фильтрация и очистка воздуха станут более приоритетными, поскольку мы стремимся вновь открыть предприятия и заставить людей проводить время в закрытых общественных местах», — сказал он.Danil Dobrynin, PhD , заместитель директора Института плазмы Найхейма, который является соавтором проекта. «Наша технология очень успешно нейтрализует бактерии и споры сибирской язвы в этих средах. Хотя вирусы меньше бактерий, они подвержены некоторым из тех же структурных уязвимостей – особенно коронавирусы. Поэтому мы считаем, что нашу технологию можно легко адаптировать для борьбы с SARS-CoV-2 с такой же эффективностью».

Команда Фридмана планирует подготовить прототип к испытаниям в ближайшие два месяца. Этот проект является частью расширенного исследовательского направления Центра плазменной энергетики, сельского хозяйства и биомедицинских технологий Дрекселя в сотрудничестве с Университетом Джорджа Вашингтона и Мичиганским университетом по изучению холодной плазмы для стерилизации пищевых продуктов, поверхностей и воздуха.

Помимо Фридмана и Добрынина, к.б.н. Алекс Рабинович; заместитель директора Института плазмы Нихейма также принимает участие в этом исследовании.

Drexel News производится Университетом маркетинга и коммуникаций.