Du kan leva utan mat i tre veckor och utan vatten i upp till tre dagar. Men du kan inte leva utan luft i mer än tre korta minuter. Det är inte bara luftens överflöd som spelar roll - kvaliteten är avgörande, för. Tyvärr, luft kan förorenas med farliga bakterier som kallas luftburna patogener, som bakterier och virus.

Luftburna sjukdomar överförs mycket lätt, och kan resultera i andningssjukdom som kan vara livshotande. Det är därför inte konstigt att utbrott av luftburna infektionssjukdomar är ett stort folkhälsoproblem, och att forskare arbetar hårt för att hitta på teknik för att ge ren luft. Än så länge, dock, sådan teknik har haft begränsad framgång.

Nu tyder en ny studie på att icke-termisk plasma-en kall gas som består av elektriskt laddade partiklar, trots att den inte har någon total laddning - kan inaktivera luftburna virus och ge steril luft. Även om tekniken har en lång historia och många tillämpningar (inom medicin och livsmedelsindustrin), detta är en helt ny användning för det.

Förödande utbrott

Virus som kan spridas genom luften inkluderar influensa (influensa), förkylning (rhinovirus), varicella zoster (vattkoppor), påssjuka och mässling. Särskilt mässling har märkts som en tidsbomb för folkhälsan eftersom många föräldrar misslyckas med att vaccinera sina barn. Viktigt, vaccination är det enda sättet att helt förhindra att få mässling.

Infekterade individer kan överföra luftburna virus genom droppar och små partiklar som utsöndras under nysningar och hosta. Dessa virus kan spridas mycket snabbt från person till person genom luft, särskilt i trånga områden som skolor och äldreboenden.

Influensa är ett av de vanligaste luftburna virusen och det är mycket smittsamt. Sjukdomen kan variera från mild till svår andningssjukdom och till och med död, med symtom inklusive plötslig feber, hosta, öm hals, rinnande näsa, huvudvärk, sjukdomskänsla och muskel- och ledvärk. Sjukhusinläggning och dödsfall på grund av influensavirus kan förekomma i högriskgrupper inklusive barn, de äldre, gravid kvinna, individer med försvagat immunförsvar - till exempel hiv eller cancerpatienter - och vissa personer med kroniska sjukdomar.

Enligt WHO, influensan resulterar i mer än 3 miljoner fall av allvarlig sjukdom per år och cirka 290, 000-650, 000 dödsfall. Den mest dödliga pandemin av influensavirus var den spanska influensan (H1N1) 1918-1919 som infekterade ungefär en fjärdedel av världens befolkning och orsakade mer än 40 miljoner dödsfall. Nyligen uppkomna luftburna virus som allvarligt akut andningssyndrom (SARS) spred sig också snabbt från Kina till många länder över hela världen.

Behandling av milda luftburna virusinfektioner inkluderar vila och vätskor. Dock, det finns inga specifika antivirala läkemedel för behandling av allvarliga infektioner. Det är också mycket svårt att hindra dig själv att fånga dem, även om du kan minska exponeringen genom några goda vanor som vanlig handtvätt. Om du har en infektion, du kan minska risken att skicka dem vidare genom att täcka nysningar och hosta med en vävnad eller en sjukhusmask.

Rensar luften

Det finns för närvarande tillgängliga luftdesinfektionsmetoder, men de har flera begränsningar. Ultraviolett bakteriedödande bestrålning (UVGI), till exempel, är en desinfektionsmetod som använder ultraviolett ljus för att döda eller inaktivera mikroorganismer genom att förstöra deras DNA så att de inte kan reproducera inuti människokroppen. Dock, överexponering för UVGI har negativ hälsoeffekt, som leder till hudarytem (ytlig rodnad i huden) och ett smärtsamt ögontillstånd som kallas fotokeratit.

Luftfiltrering är en bra metod för att rengöra luften genom att passera den genom ett filter som tar bort partiklar och stoppar utanför patogener från att tränga in i byggnader som vårdinrättningar. Dock, vissa luftburna patogener är för små för att tas bort och kan passera genom luftfilter.

Den nya metoden som utvecklats av forskare vid University of Michigan ger dock hopp. Deras studie, publicerad i Journal of Physics, visar att en icke-termisk plasma kan inaktivera 99,9% av luftburna virus genom att frigöra energisk, laddade fragment av luftmolekyler som kan förstöra virus på mindre än en sekund. Den icke-termiska plasma kan också döda bakterier genom förstörelse av deras cellvägg.

Plasman producerades i en icke-termisk plasmareaktor. När patogener i luften passerar genom den, de reagerar med dess instabila atomer som kallas radikaler (som ozon). Dessa förändrar lipiderna, proteiner och nukleinsyror i mikroorganismerna de möter - dödar patogenerna eller gör dem ofarliga. Enheten fungerar också genom att filtrera patogener från luftströmmen.

Att kombinera filtrering och inaktivering av luftburna patogener ger ett mer effektivt sätt att tillhandahålla steril luft än nuvarande enheter. Forskargruppen har redan börjat testa reaktorn på ventilationsluftströmmar vid en grisgård för att fastställa dess effektivitet för att förhindra spridning av luftburna patogener.

Men medan enheten är effektiv, är det säkert? Vi vet att ozon är kopplat till andningsförhållanden. Men forskarna säger att ozonexponering från enheten ligger inom regleringsstandarder, vilket innebär att det inte bör utgöra en säkerhetsrisk.

Så det ser ut som om icke-termiska plasmareaktorer har potential att ersätta den traditionella ansiktsmasken och ge steril luft-särskilt i trånga områden som till exempel kollektivtrafik, och i skolor och sjukhus.

Med tanke på hur svårt det är att förhindra överföring av luftburna sjukdomar, det här är bra nyheter. Även om vi ofta kan välja vilken mat vi ska äta och vilka drycker vi ska dricka, vi kan inte, trots allt, välj vilken luft vi andas.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.