Rymdplasma -experiment på ISS. Upphovsman:MPE – M. Kretschmer
Dålig lukt från djupfettstekning på restauranger och matställen kan snart utrotas tack vare experiment som finansieras av ESA på den internationella rymdstationen.
Att laga mat som pommes frites i varmt fett eller olja frigör illaluktande molekyler som är extremt svåra att ta bort eller sprida. Dessa lukter förstörs vanligtvis i skrymmande och dyra kommersiella spiskåpor av kemikalier som skapar ozon som en biprodukt - som måste tas bort på grund av hälsoproblem.
Istället, en tysk tillverkare av fritöser, Blümchen, tar ett annat tillvägagångssätt, baserat på plasmaforsök som har körts på rymdstationen sedan 2001.
Plasma är vanligtvis het, elektriskt laddad gas men det är möjligt att skapa "kalla plasma" vid rumstemperatur. Kall plasma har visat sig vara ett extremt effektivt bakteriedödande medel och kan också hantera svampar, virus och sporer. Det är säkert att röra vid, vilket gör det attraktivt för många applikationer.
Metoder för att generera kalla plasma utvecklades vid Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Tyskland, där begreppet att använda elektroner för att skapa plasma för att ta bort lukt patenterades.
Finansierat av ESA och i samarbete med den ryska rymdorganisationen, forskare under ledning av professor Gregor Morfill var ansvariga för det första experimentet på stationen. Hans team utnyttjade viktlöshet i omloppsbana för att studera komplexa plasma, vilket gav drivkraften att utveckla den kalla plasmatekniken.
Den senaste fjärde versionen av detta experiment arbetar fortfarande på stationen, vilket gör plasmastudieexperimentet till det längsta i rymden.
Ett bidrag från ESA har hjälpt till att omvandla kunskapen till praktiska tillämpningar på jorden. Sedan 2013 har professor Morfill varit VD för Terraplasma -företaget, som redan har applicerat den kalla plasman på medicinska och hygieniska problem, och till vattenrening.
För att ta bort lukt, Terraplasmas nya system genererar plasma genom att gnista en glödande elektrisk urladdning i luften mellan en kortstångselektrod som sitter mitt i en cylindrisk elektrod. Urladdningen är initialt en smal linje ca 1 mm tjock någonstans mellan elektroderna, men när det görs att röra sig snabbt av ett magnetfält sprider det sig för att producera en plasmaskiva. Dålig luft passerar sedan genom denna skiva för rengöring.
Från rymden till köket
Tyska EurA Consult från ESA:s mäklarnätverk för tekniköverföringsprogram hade länge varit medvetna om prof. Morfills specialitet och hans spin-off-framgångar på Terraplasma, och introducerade tekniken för Blümchen, som sökte ett bättre svar för industriella spiskåpor.
"Denna industri är inte en som normalt använder ny teknik, men vi insåg en stor potential här, "sa Johannes Schmidt från EurA Consult.
"Det hjälper att båda företagen är öppen, tänk kreativt och kan arbeta snabbt för att få en ny utveckling på marknaden. "
"Den nya designen fungerar genom att använda elektroner i plasma för att neutralisera lukt, "förklarade prof. Morfill.
"Det tunna plasmaskiktet bryter ner de kränkande molekylerna i ofarliga komponenter som inte luktar och inte behöver extraheras efteråt.
"Det är också ungefär tusen gånger snabbare än den traditionella kemiska metoden."
Filterpatronen, bara 10 cm lång, kan integreras i befintliga system såväl som i nya, mycket mindre utföranden. Ägare till små matboder och till och med hushåll kan dra nytta av nya spiskåpor baserade på de kalla plasmafiltren.
"Den potentiella marknaden är enorm, "noterade Georg Hirtz, VD för Blümchen. "Det finns teoretiskt sett 600 000 system bara i Tyskland, så med en genomsnittlig livslängd på 10 år, cirka 60 000 enheter om året behövs här.
Plasmafilter. Kredit:Terraplasma
"Att utveckla detta för privata hushåll skulle öka det ytterligare, eftersom upp till 10 miljoner nya spiskåpor säljs årligen till hushåll i Europa. "
Med en fullständig prototyp planerad för 2017, de första enheterna som använder denna utrymme-spin-off bör vara tillgängliga på marknaden i början av 2018. Blümchen kommer att producera filtren och leverera dem eller licensiera tekniken till tillverkare av spiskåpor.
Under tiden, Terraplasma fortsätter att titta på och utveckla nya terrestra applikationer med hjälp av de kalla plasmaresultaten från rymden. Tillsammans med det tyska medicinska företaget Dynamify, det har bildat Terraplasma Medical vid ESA:s bayerska inkubator för att utveckla system för behandling av kroniska och akuta sår och hudsjukdomar.
Företaget undersöker också nya medicinska system som använder samma kallplasmateknik för framtida långa rymdfärder.