مهندسین نشان می دهند که چگونه نیازهای نانو اکسید روی و هیدرودینامیک قطرات می توانند عوامل بیماری زا را متوقف کنند – ScienceDaily


آنها از حباب توالت می ترکند ، از طریق آب آشامیدنی شنا می کنند ، از طریق سرفه پخش می شوند. میکروب های کوچک عفونی – از ویروسی که باعث COVID-19 می شود تا باکتری های منتقله از طریق آب – سالانه میلیون ها نفر را در سراسر جهان از بین می برد. اکنون مهندسان در حال بررسی این هستند که چگونه سطوح اکسید روی و کشتار طبیعی هیدرودینامیکی قدرت کشتن عوامل بیماری زا را دارند.

ابیناش تریپاتی ، محقق مهندسی مکانیک و فناوری در ETH زوریخ ، گفت: “آلودگی باکتریایی به سطوح معمولی و آب آشامیدنی به طور سنتی راه اصلی انتقال عفونت برای بیماری های جدی بوده که اغلب منجر به مرگ و میر می شود.” “هدف ما طراحی سطحی بود که بتواند پاسخگوی هر دو مشکل باشد.”

گروه وی روی خالص را به مدت 24 ساعت در آب داغ غوطه ور کردند و یک سطح اکسید روی را که با سوزن های نانوی تیز پوشیده شده است ، تشکیل دادند. سپس آنها باکتری E. coli را معرفی کردند.

این سطح به طور بسیار موثری تقریباً همه باکتری های روی آن را از بین می برد. و بزرگترین تعجب؟ هنگام نشستن در آب آلوده ، این سطح طی سه ساعت تمام E. coli های آبی را از بین می برد – حتی باکتری هایی که لمس نکرده اند.

این ضد عفونی آب از راه دور کار می کند زیرا فرآیند تولید اکسیژن واکنشی می کند که به دیواره سلول های باکتری آسیب می رساند. این گروه از ETH زوریخ ، IIT Ropar هند و Empa ، سوئیس ، یافته های اولیه خود را در هفتاد و سومین نشست سالانه انجمن فیزیکی آمریکا ، بخش پویایی سیالات ارائه دادند.

در کشورهای جنوب شرقی آسیا و آفریقا ، که آب آشامیدنی تمیز کمیاب است ، روشهای فعلی ضدعفونی کننده آب خورشیدی حداکثر 48 ساعت طول می کشد و به شدت کمتری از نور خورشید نیاز دارند. سطح جدید اکسید روی روند ضدعفونی را تسریع می کند و نیازی به نور ندارد.

تریپاتی گفت: از این سطح می توان برای ضد عفونی آب در مناطق دور افتاده با هزینه بسیار کم استفاده کرد. “روش تولید سازگار با محیط زیست ، ساده و اقتصادی است.”

پاتوژن های سطحی و آبزی تنها قاتلان نیستند. با تشدید بیماری همه گیر COVID-19 ، ویروس ها و باکتری های منتقل شده در هوا یک چالش جدی ضدعفونی کننده جهانی به شمار می روند.

خود قطرات ، که عوامل بیماری زا را به هوا منتقل می کنند ، می توانند در تخریب آنها نقش داشته باشند. در میکروثانیه هایی که قطرات تشکیل می شوند ، مایعات آنها به سرعت مرتب می شوند – میکروب های داخل بدن را تحت فشار قرار می دهد.

الیور مک رآ ، مهندس مکانیک گفت: “یک سطل ماهی را در آن فکر کنید. فرد تصور می کند اگر خیلی سریع مایع را در سطل هم بزنید ، ماهی خیلی خوشحال نخواهد شد.” “مواردی از این قبیل – هرچند در مقیاس بسیار بسیار کمتر – هنگامی که مثلاً یک پاتوژن قطره ای داشته باشید. در نهایت ، مایعات بیش از حد برای زنده ماندن این باکتری یا ویروس تحریک خواهد شد.”

McRae و تیمی از دانشگاه بوستون و مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری ها در حال مطالعه نحوه تحریک هیدرودینامیکی هنگام تولید قطرات از حباب های محیط هستند. پس از شروع شیوع همه گیر ، آنها شروع به مدل سازی قطرات مشابه قطرات تولید شده توسط ریه ها و مجاری هوایی کردند.

با استفاده از پویایی سیالات محاسباتی ، تیم پیش بینی کرد که چگونه تحریک در هنگام تشکیل آئروسل عمل می کند. آنها دریافتند که عوامل استرس زا به اندازه قطرات بسیار حساس هستند. اگر قطره به یک مرتبه کوچک شود یا رشد کند ، عوامل استرس زا با دو و نیم مرتبه تغییر می کنند.

تحقیقات می تواند توضیح دهد که چرا عوامل بیماری زا در بعضی از قطرات زنده می مانند و در بعضی دیگر زنده نمی مانند.

مک ری گفت: “تمرکز ما بر کم کردن عوامل استرس زا در این قطرات بود.” “ما امیدواریم که این مورد در آینده به عنوان بخشی از یک مدل بزرگتر برای پیش بینی انتقال آئروسل استفاده شود.”

منبع تاریخچه:

مواد تهیه شده توسط انجمن فیزیکی آمریکا. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.


منبع: packge-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>