Creato per gli attacchi di antrace, il filtro dell'aria al plasma freddo viene ora preparato per affrontare il COVID

Apr 05, 2024

I ricercatori del Drexel's C. &. Il J. Nyheim Plasma Institute sta adattando un filtro dell’aria al plasma freddo progettato all’inizio degli anni 2000, per scongiurare gli attacchi di antrace, nella speranza che possa essere utilizzato nei sistemi HVAC per prevenire la diffusione del SARS-CoV-2 nell’aria all’interno degli ambienti interni.

I ricercatori del C. & J. Nyheim Plasma Institute della Drexel University stanno modificando un sistema di sterilizzazione dell'aria creato per combattere la minaccia degli attacchi di antrace dopo l'11 settembre, nella speranza che possa ora aiutare a scongiurare il COVID-19.

“Poiché la ricerca sulla salute pubblica rivela come il virus può persistere ed essere trasmesso attraverso l’aria negli ambienti interni, diventerà sempre più importante per gli ingegneri sviluppare una tecnologia di sterilizzazione dell’aria in grado di neutralizzarlo o rimuoverlo”, ha affermatoAlexander Fridman, Ph.D, direttore del Nyheim Plasma Institute e professore al Drexel's College of Engineering, che è uno dei principali sforzi sostenuti dalla National Science Foundation per sviluppare una tecnologia in grado di neutralizzare il nuovo coronavirus.

Il progetto, sostenuto da una sovvenzione di 200.000 dollari da parte della NSF, è uno dei primi a studiare come eliminare il virus SARS-CoV-2 dall’ambiente. A causa dell’urgente necessità di una tecnologia come questa per ridurre la minaccia di trasmissione del virus negli spazi pubblici interni, come hotel, negozi di alimentari e ospedali, la NSF spera di sfruttare la tecnologia di decontaminazione preesistente per una rapida implementazione nei prossimi sei-otto mesi.

Fridman, che ha aperto la strada allo sviluppo della tecnologia del plasma freddo presso il Nyheim Plasma Institute negli ultimi due decenni, suggerisce che i suoi risultati nelle applicazioni per il trattamento degli alimenti e dell’acqua – e uno sforzo simile accelerato nel mezzo della paura dell’antrace nei primi anni 2000 – ne fanno una delle tecnologie principali candidato per questa nuova sfida.

La tecnologia di trattamento al plasma utilizza impulsi elettrici per eccitare le particelle nell'aria, creando un vortice molecolare che può essere brandito per distruggere contaminanti chimici e batteri. Fridman è specializzato nel plasma non termico, o freddo, che, a differenza del più noto parente fulmine, non genera calore, quindi è più sicuro da maneggiare e molto più facile da controllare.

Un filtro al plasma freddo progettato dal team di Fridman nel 2010 si è rivelato efficace per oltre il 99% nel rimuovere le spore di antrace dall’aria. Il loro prototipo è stato ampliato dal dipartimento dei trasporti canadese per l'uso sui veicoli prima che la paura del terrorismo si placasse.

Il filtro utilizza una griglia di fili, chiamata sistema di scarica a reticolo di barriera dielettrica, per generare gli impulsi elettrici necessari per produrre uno schermo di plasma. Forzare l’aria attraverso la griglia sarebbe teoricamente in grado di disattivare le particelle virali. Con piccoli aggiustamenti alla geometria del progetto precedente, Fridman ritiene che questo potrebbe essere implementato nelle unità HVAC domestiche e industriali.

“La sterilizzazione, la filtrazione e il trattamento dell’aria diventeranno sempre più una priorità mentre cerchiamo di riaprire le attività e far sì che le persone trascorrano del tempo negli spazi pubblici interni”, ha affermatoDanil Dobrynin, PhD , direttore associato del Nyheim Plasma Institute e co-investigatore del progetto. “La nostra tecnologia ha avuto molto successo nel neutralizzare i batteri e le spore dell’antrace in questi ambienti. Sebbene i virus siano più piccoli dei batteri, sono soggetti ad alcune delle stesse vulnerabilità strutturali, in particolare i coronavirus. Pertanto, riteniamo che la nostra tecnologia potrebbe essere facilmente adattata per colpire la SARS-CoV-2 con un’efficacia simile”.

Il team di Fridman prevede di avere un prototipo pronto per i test nei prossimi due mesi. Il progetto fa parte di una più ampia spinta di ricerca del Centro per l’energia del plasma ad alta pressione, l’agricoltura e le tecnologie biomediche di Drexel, in collaborazione con la George Washington University e l’Università del Michigan, per esplorare il plasma freddo per la sterilizzazione di alimenti, superfici e aria.

Oltre a Fridman e Dobrynin, Alex Rabinovich, PhD; Anche il direttore associato del Nyheim Plasma Institute partecipa a questa ricerca.

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