En uppfinning för att applicera plasma på föremål som ofta berörs för kontinuerlig desinfektion kan ge en säker och effektiv, icke-kemiskt sätt att minska patogener på olika ytor som knappsatser, rulltrappor och andra ytor med hög beröring, Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) uppfinnare säger.

Uppfinningen (patentsökt) riktar kall plasma från olika riktningar för att hålla ytor desinficerade utan handsprit, sprayer, ultraviolett ljus eller andra kemikaliebaserade lösningar.

"Detta är en kontinuerlig, in-situ svar på desinficerande ytor som människor rör vid ofta, sade Charles Gentile, en av PPPL-uppfinnarna. Han utvecklade tekniken tillsammans med Kenneth Silber, en 38-årig professionell på PPPL Information Technologys avdelning.

Tekniken skulle kunna användas på sådana ytor som tunnelbanestolpar och vändkors, knappsats för hiss, pekskärmar, varuautomat, bankomater, spelmaskiner, bankomater för detaljhandelsbetalningar, mattransportband, hiss ledstänger, bygga porttelefoner, ingångsdörrhandtag och tryckstänger, och delade mikrofoner, för att nämna några exempel.

"Det här är platser där den här tekniken skulle kunna fungera perfekt. Tekniken ger en kompakt, effektiv och billig metod för plasmagenerering i syfte att desinficera ytor, " sa uppfinnarna.

Silber sa att idén kom till honom när han funderade på att återvända till sin arbetsplats, och försökte hitta ett sätt att hålla handdesinfektionstillämpningar automatiserade på PPPL så att entrédörrhandtag eller tryckstänger och badrumsytor redan skulle desinficeras när någon behövde dem. Han föreställde sig först en sensor som skulle spraya innan personen rörde vid ytan. Efter att ha pratat med hedning, nu pensionerad från PPPL, de kom på att använda en ny utbyggnadsgeometri för att rikta kontinuerlig kall plasma på riktade ytor.

"Genom att använda vårt tillvägagångssätt, du behöver inte fortsätta att torka av det, " sa Silber. "Det desinficeras kontinuerligt. Tänka, varje natt, att inte behöva torka av tunnelbanevagnars stolpar och handtag."

Plasma är ett naturligt desinfektionsmedel – virus och bakterier dödas när de exponeras. Plasma är allestädes närvarande och utgör 99 procent av det synliga universum. På jorden, plasma används i TV-skärmar, halvledartillverkning, neonskyltar, och det kan ses i blixtar och norrsken, eller norrsken. Plasma som används vid PPPL för forskning om fusionsenergi värms upp till många gånger temperaturen i solens centrum för att smälta samman lätta element för att producera energi, som solen och stjärnorna.

Men plasman för denna uppfinning, känd som kall plasma, blir inte varmare än cirka 120 grader Fahrenheit. "Du skulle inte ens känna det" under denna användning, Sade Gentile.

Tekniken har flera fördelar, Sade Gentile. Alkoholbaserade flytande desinfektionsmedel kan orsaka hälsoproblem, och detta eliminerar det problemet. Ultraviolettbehandling skapar skuggor som blockerar vissa områden som desinficeras. Detta eliminerar också det. Också, den fungerar kontinuerligt och utan arbetskostnad, då ingen behöver lägga tid på att torka av ytor.

"Vi vet att plasma kommer att döda virus, " Sade Gentile. "Vi vet hur man gör billig plasma, och vi vet hur man gör lågtemperaturplasma. Utmaningen är att konstruera en installationskonfiguration på plats som fungerar i flera applikationer. Det är den teknik vi har utvecklat."

Deras enhet använder piezoelektrisk urladdningsteknik för att producera plasma. Piezoelektriska enheter används i många applikationer, från att tända gasolgrillar till de snabbreagerande ventilerna i vakuumbaserad teknik.

Även om forskning har visat att ytor inte är en viktig vektor för att överföra covid-19, denna teknik kan minska fall av influensa, förkylning och alla andra infektioner du kan få genom att röra vid förorenade ytor, säger uppfinnarna. "Detta kan minska människor som blir sjuka i allmänhet, ", sa Silber. "Det finns 3 miljoner rulltrappor i USA, med två ledstänger vardera. Det är 6 miljoner ledstänger som rörs dagligen. Tänk om vi kunde hålla dem ständigt desinficerade."

"Denna teknik har potential att kontinuerligt sanera ytor som ofta berörs, " sa Chris Wright vid Princeton Universitys Office of Technology Licensing. "Tekniken är tillgänglig för licensiering, och vi diskuterar aktivt hur vi ska flytta uppfinningen från lab till marknad med flera intresserade parter."