Dispositivo de limpieza con plasma desinfecta las superficies rápidamente

Un prototipo de almohadilla antiséptica y desinfectante a base de plasma puede eliminar el 99,99% de las bacterias en las superficies, incluidos los textiles y los metales, en solo 90 segundos.

Desarrollado en el Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL; NJ, EUA) y el Instituto de Tecnología de Nueva Jersey (NJIT; Newark, EUA), el dispositivo se basa en un circuito impreso flexible de descarga de barrera dieléctrica (DBD) que opera en aire del ambiente, a presión atmosférica y temperatura ambiente, sin flujo de gas adicional. El DBD activa una solución de peróxido de hidrógeno (H2O2) al 3% que reduce la carga bacteriana del contaminante de la superficie en más de 6log10 en 90 segundos, aproximadamente 3log10 y 2log10 mejor que el H2O2 solo o el flex-DBD solo (respectivamente), durante el mismo tiempo de tratamiento.

Según un estudio experimental, la sinergia entre el plasma y el H2O2 se basa en la acción combinada de las especies reactivas de oxígeno (ROS) generadas por el plasma en la solución, las especies reactivas de nitrógeno (RNS) suministradas por el efluente de plasma y los remolinos de electrones, corrientes eléctricas, campos electromagnéticos y rayos ultravioleta (UV). La adición sinérgica de las RNS aumenta la eficiencia de desinfección de las ROS y otras especies reactivas de oxígeno (ROS). El estudio fue publicado el 25 de febrero de 2021 en la revista Nature Scientific Reports.

“El DBD de mano, flexible, está construido como un sándwich. Es una rebanada de ‘pan’ de alto voltaje con queso, que es un aislante y un pedazo de pan conectado a tierra con agujeros”, dijo la autora principal, Sophia Gershman, PhD, de PPPL. “La rebanada de pan de alto voltaje es un electrodo hecho de cinta de cobre; la otra rebanada es un electrodo conectado a tierra con un patrón de agujeros para permitir que el plasma fluya a través de él. Entre estas rodajas se encuentra el ‘queso’ de cinta aislante. El electrodo de tierra está orientado hacia los usuarios y hace que el dispositivo sea seguro de usar “.

Los mecanismos de inactivación bacteriana del plasma siguen sin ser claros, pero se cree que sus propiedades químicas y eléctricas pueden afectar a una célula bacteriana por etapas. Los electrones y el campo eléctrico afectan la membrana celular y ayudan en la penetración de las RNS y algunas ROS de larga duración. Las ROS también participan en la peroxidación de lípidos y otras reacciones oxidativas que dañan la membrana celular y ayudan al transporte de las RNS/ROS al interior de la célula. Dentro de la célula, las ROS/RNS dañan las proteínas, los lípidos y el ADN. El efecto combinado de estos procesos es la inactivación de las células bacterianas.

Enlace relacionado:
Laboratorio de Física del Plasma de Princeton
Instituto de Tecnología de Nueva Jersey