Mikrovågsingenjörer, specialister på infektionssjukdomar och polymerforskare från University of Edinburgh, Heriot-Watt University och University of Strathclyde har gått ihop för att skapa en ny mikrovågssteriliseringsmetod som kan revolutionera hur ambulanser och sjukhus desinficeras.

För närvarande görs sterilisering manuellt med konventionella tekniker som använder kemikalier. Det kan ta cirka 30 till 40 minuter att desinficera en enskild ambulans.

Under denna tid är ambulansen ur funktion vilket sätter ökande press på räddningstjänsten under hektiska tider. Möjligheten till den nya tekniken kan drastiskt minska tiden det tar att få en ambulans säkert tillbaka på vägen för att rädda liv.

Under senare år har flera andra tekniker föreslagits för att desinficera och sterilisera ytor, allt från väteperoxidaerosoler till UV-strålning och infraröd strålning. Dessa tekniker har dock visat sig försämra ytor med tiden, eller vara skadliga för människor om de är i närheten. Detta har hittills begränsat deras långsiktiga tillämpning.

Däremot fungerar den nya metoden med hjälp av elektromagnetiska vågor, antenner, sensorfyrar och ett vätskeskikt för att snabbt värma upp och sterilisera ytor. Dess automatisering innebär att en person enkelt kan använda systemet från ett säkert avstånd istället för att röra förorenade ytor direkt under rengöring.

Publicerad i IEEE Journal of Electromagnetics, RF and Microwaves in Medicine and Biology , använde studien mikrovågsstrålar som emanerade från antenner som de som finns i smarta mobiltelefoner och inhemska Wi-Fi-system. Antennerna gör att mikrovågsstrålningen kan riktas och fokuseras på platser där den behövs som mest.

Det skotska teamet leddes Dr. Symon Podilchak, professionell ingenjör och universitetslektor i radiofrekvensteknologi från University of Edinburgh och en hedersdocent vid Heriot-Watt University.

Han förklarade:"Jag fick idén för över ett år sedan när jag steriliserade nappflaskor till min nyfödda son med hjälp av en mikrovågsugn. Det var när covid-19-pandemin precis började i Storbritannien i början av 2020.

"Jag insåg att om flaskor kunde steriliseras på bara några minuter och var säkra för ett nyfött barn så var det möjligt att skala tekniken för infekterade ytor. Det krävdes dock betydande forskning för att fastställa det relativa avståndet mellan ytan och antennen samtidigt som säkra effektnivåer säkerställs.

"Jag kom också på att det skulle vara bättre att rikta och fokusera mikrovågsstrålen till de områden som mest sannolikt kommer att påverkas. För att göra detta återanvände jag en teknik som jag ursprungligen utvecklade för att ladda mobiltelefoner trådlöst."

Podilchak kopplade sedan samman med professor Marc Desmulliez, en chartrad ingenjör och fysiker från Heriot-Watt University som tidigare utvecklat en mikrovågsdriven, öppen ugn.

Denna enhet visade sig möjliggöra inaktivering av levande coronavirus (stam 229E) vid en relativt låg temperatur på 60 grader Celsius på 30 sekunder. Denna senare del av forskningen utfördes i samarbete med en grupp ledd av professor Juergen Haas, expert på infektionsmedicin vid Edinburgh Medical School.

Professor Marc Desmulliez från Heriot-Watt University sa:"Det fina med denna nya teknik är att de ytor som steriliseras inte försämras, vilket var en av de viktigaste utmaningarna med att använda UV-ljus eller aerosoltekniker. Den resulterande mikrovågsapparaten kan också vara portabel , och det betyder att den kan användas i flera andra applikationer utöver ambulanser och operationssalar. Den kan användas för att sterilisera middagsbord på restauranger eller städa tåg- eller flygbord och säten innan man välkomnar nya kunder."

Den största utmaningen för teamet var att visa om mikrovågsstrålar effektivt träffade ytorna och kunde värma dem vid rätt temperatur.

Professor Nico Bruns, en polymerspecialist från University of Strathclyde förklarar:"Min grupp använde hönsäggvitaproteiner som är kända för att denaturera vid 60 grader Celsius. Genom att titta på lösningen som blev vit kunde vi visa att rätt temperatur var nått för att möjliggöra virusinaktivering. Detta skulle vara oerhört användbart för en operatör av det föreslagna systemet."