Plasmas riducono le concentrazioni agenti patogeni quando vengono in contatto con superfici contaminate . Il plasma distrugge batteri, virus, funghi e prioni. Elimina anche tossine e altri contaminanti organici. Anche una sterilizzazione completa è possibile con un’esposizione prolungata al plasma. Ancora più importante, una forte disinfezione può essere raggiunta con plasmi d’aria della pressione atmosferica, prodotta da una scarica di piezoelettrica diretta (PDD). Pertanto, la disinfezione del plasma non richiede costose attrezzature sottovuoto o prodotti chimici tossici, rendendo il processo a buon mercato e rispettoso dell’ambiente. I plasmi della pressione atmosferica dello scarico PDD sono freddi, causando la disinfezione del plasma molto liscia confrontandolo con le procedure di disinfezione standard utilizzando aria calda pressurizzata, vapore ad acqua calda pressurizzata o sostanze tossiche. Colpisce solo uno strato superficiale molto sottile. A causa di ciò, i plasmi possono disinfettare una varietà di superfici sensibili, compresi i tessuti viventi e anche le ferite aperte.
Plasmas atmosferici FRAL
Il plasma è un gas parzialmente ionizzato. Gli archi elettrici, la barriera dielettrica, la corona e il piezoelettrico download di gas ionizzano ioni a pressioni atmosferiche creando plasmi. Le particelle caricate – elettroni e ioni – accelerano all’interno dei campi elettrici di scarico a elevate energie. Solo una piccola frazione di molecole di gas diventa elettronica e ioni energetici. Il resto del gas rimane neutro e freddo. Nel caso della scarica di piezoelettrica diretta, la sua temperatura raggiunge solo 30-50ºC. Queste temperature non danneggiano le superfici sensibili. Mentre il plasma rimane freddo, gli elettroni e gli ioni molto energetici si scontrano con le molecole di gas che producono grandi quantità di specie chimiche di breve durata, come specie atomiche H, N e O, radicali oh e on, acidi ozono, nitriche, nitriche, così come diverse altre molecole in stati emozionanti metastabili. Ciò fa sì che questo plasma venga chimicamente attivo.
Meccanismi di disinfezione del plasma
A contattare con la superficie trattata, il plasma atmosferico a freddo attivo chimicamente avvia una moltitudine di processi fisici e prodotti chimici. Il processo principale della sterilizzazione è la decomposizione di molecole organiche di organismi viventi bombardando con elettroni, ioni e specie chimiche neutrali di vita breve. Il bombardamento ionico rompe i legami idrogeno delle molecole organiche. Inoltre, le specie chimiche reattive cortessanti ossidano le molecole organiche. Questi processi producono molecole organiche più leggere e volatili, che evaporano dalla superficie, lasciandolo non solo disinfettate, ma anche in uno stato di pulizia ultrasottile. I seguenti agenti e processi di reazione contribuiscono alla disinfezione:
- ioni ed elettroni bombardare la superficie in contatto diretto con il volume del plasma ionizzato. Con elevate energie, sono di gran lunga gli agenti più forti della disinfezione, poiché rompono legami di idrogeno da molecole organiche, come quelle che formano le membrane cellulari. Sebbene la densità delle particelle cariche sia molto maggiore della densità delle specie neutra reattive, le particelle caricate contribuiscono in modo significativo alla disinfezione, o addirittura dominarla. Tra le particelle cariche, gli elettroni hanno i flussi più alti e la massima profondità di penetrazione. Ciò rende loro beni sotto lo strato d’acqua o altri liquidi biologici che coprono le superfici dei tessuti vivi. Reagire con acqua e molecole di ossigeno disciolta per produrre specie reattive di ossigeno. Quest’ultimo uccide i microrganismi, che altrimenti sarebbe protetto da uno strato di biofilm. Gli ioni si dissolvono anche nell’acqua, causando reazioni chimiche che causano acque acque.
- Le specie di ossigeno reattivo sono atomi di ossigeno e molecole chimicamente attive contenenti ossigeno in terra o stati eccitati, così come i loro ioni. I radicali idrossil (oh) reagiscono molto rapidamente con molecole organiche eliminando gli atomi di idrogeno e producendo radicali alchilici, che sono rapidamente ossidati nell’aria. Con questo meccanismo, attaccano indiscriminatamente tutte le molecole organiche degli organismi viventi. La cosa più importante è che distruggono capsule di batteri e pareti cellulari. Quando il tasso di danni alla parete cellulare è maggiore del tasso della propria riparazione, la cellula muore. Anche il perossido di idrogeno (H2O2) è molto reattivo, anche se meno radicale oh.Pertanto, ha una maggiore probabilità di penetrare il nucleo della cellula batterica, dove può danneggiare le molecole del DNA che uccidono la cella. Questo lo rende un forte disinfettante. L’ozono (O3) è una molecola di lunga durata stabile conosciuta come un potente ossidante. Simile ai radicali idrossilici, distrugge le pareti cellulari.
- Le specie di azoto reattiva sono una famiglia di molecole antimicrobiche, incluso ossido di nitrico (NO2), anidride dell’azoto (NO2), aniossido perossinitrici (ione-), acido perossido (HNO2). Sono meno reagenti rispetto alle specie di ossigeno, ma le loro vite sono sufficienti per penetrare i strati più profondi dei tessuti. Sebbene le specie di azoto reattiva hanno dimostrato la loro efficacia della disinfezione, solo gli archi elettrici li producono in quantità sufficienti e in scariche di corona, DBD e PDD, le loro concentrazioni sono significativamente inferiori a quelle delle specie reattive dell’ossigeno.
- Meccanismi
Il livello di acidità nello strato superficiale dell’acqua aumenta a causa dello scioglimento degli ioni e delle specie reattive dell’ossigeno. Gli acidi corrodono le pareti cellulari batteriche che causano la loro mortalità.
La radiazione ultravioletta è un forte disinfettante forte danneggiando le molecole del DNA e inibiscono la replica batterica. La parte ad alta energia delle radiazioni UV, prodotta da plasmi di pressione atmosferica, è più potente. Tuttavia, la sua intensità è solitamente insufficiente per un trattamento efficace.
Il calore prodotto da plasmi atmosferici, come quelle scariche di piezoelettrica diretta, è generalmente bassa, raggiungendo temperature di soli 30-50ºC. Tuttavia, i punti microscopici, in cui il filamento del download entra in contatto con la superficie, sono molto localmente riscaldati e sterilizzati. Tuttavia, coprono una superficie insignificante producendo una disinfezione insignificante.
Vantaggi della disinfezione con plasmi d’aria fredda a pressione atmosferica
Proprietà eccezionali della disinfezione dei plasmi Sono ben noti e documentato. I plasmi della pressione atmosferica, e in particolare il plasma dello scarico diretto piezoelettrico, hanno dimostrato una forte capacità di disinfezione. Rispetto ai metodi standard di disinfezione e sterilizzazione che usano la pressione dell’aria calda di 170 ° C, vapore ad acqua calda pressurizzata di 120 ° C, chimica bagnata o plasmi a bassa pressione, plasmi a pressione atmosferica fredda offrono i seguenti vantaggi:
- il trattamento della pressione atmosferico consente la disinfezione di oggetti che possono essere danneggiati da vuoto o sovrappressione
- non ci sono camere e camere e pompe pressurizzate costose
- non ci sono chimica bagnata
- pulizia ultrasottile, senza residui
- bassa temperatura di funzionamento
- trattamento morbido di superfici sensibili, compresi i tessuti viventi e le ferite aperte
- aria o Gas di lavoro non tossici economici
- Amicizia ambientale