Zinātnieki izstrādā UV-C ierīci pārtikas sanitārijai, ko izraisīja zibens

Tribo-sanitizer ir pašdarbināma ierīce, kas izmanto UVC lampu, lai inaktivētu baktērijas, kas izraisa pārtikas izraisītas slimības uz svaigiem produktiem, pārtikas iepakojumiem un virsmām.

Freda Cvika fotogrāfija

CHAMPAIGN, Ill. — Ilinoisas Universitātes Urbana-Champaign zinātnieki ir izstrādājuši pārnēsājamu, pašdarbināmu ultravioleto staru C ierīci, ko sauc par Tribo-sanitizer, kas var inaktivēt divas baktērijas, kas izraisa daudzas pārtikas izraisītas slimības un nāves gadījumus.

Komandā no kreisās puses bija doktorants Zakarijs (Zhenhui) Jin, pārtikas drošības un inženierzinātņu profesors Yi-Cheng Wang un maģistrants Longvens Li.

Freda Cvika fotogrāfija

Tribo-sanitizer UVC lampa tiek darbināta, izmantojot triboelektrisko efektu – elektrību, kas rodas, saskaroties diviem atšķirīgiem materiāliem. Saskaņā ar žurnālā Nano Energy publicētajiem atklājumiem testos Tribo-sanitizer veiksmīgi inaktivēja divas potenciāli nāvējošas pārtikas izraisītas baktērijas Escherichia coli O157:H7 un Listeria monocytogenes, galvenokārt bojājot to DNS.

Baktērijas, kas izvēlētas kā testēšanas mērķi, ir divi no visbiežāk sastopamajiem nopietnu pārtikas izraisītu slimību uzliesmojumu cēloņiem ASV. Escherichia coli ražo toksīnus, kas var izraisīt smagus vēdera krampjus, drudzi, asiņainu caureju un nieru mazspēju, un Listeria monocytogenes var izraisīt listeriozi, kurai ir augstākais hospitalizācijas līmenis un mirstība no jebkādām pārtikas izraisītām slimībām.

Komanda novērtēja Tribo-sanitizer dekontaminācijas spēju ar baktērijām šķidrumos un uz trim cietām vielām - svaigām ābolu mizām, romiešu salātiem un polietilēntereftalātu, kas pazīstams kā PET, kas ir populārs materiāls pārtikas un dzērienu iepakojumam.

Rezultāti liecināja, ka Tribo-sanitizer bija spēcīgs potenciāls atbilst Pārtikas un zāļu pārvaldes sanitārijas standartiem. Konkrētāk, ierīce "sasniedza E. coli celma samazinājumu par vismaz 99,999% buferšķīdumā un PET, parādot Tribo-sanitizer lieliskās dekontaminācijas spējas", sacīja atbilstošais autors Yi-Cheng Wang, pārtikas drošības un inženierijas profesors. .

Ierīce panāca mazāku, bet joprojām noderīgu E. coli baktēriju un 99,9% L. monocytogenes samazinājumu uz ābolu mizām un 99,8% E. coli un 98% L. monocytogenes uz romiešu salātiem. , saskaņā ar papīru.

Šie rezultāti "ir salīdzināmi ar tiem, par kuriem ziņots citos pētījumos, kuros svaigu produktu dekontaminācijai tika izmantota UV gaisma ar komerciālu barošanas avotu," sacīja doktorants Zakarijs (Zhenhui) Jin, kurš bija darba pirmais autors ar absolventu Fujunzhu. Zhao. Pētījumā piedalījās arī absolvents Longvens Li.

Tribo-sanitizera triboelektriskais enerģijas avots var pārveidot mehānisko enerģiju no apkārtējās vides, piemēram, no cilvēka kustībām un vēja, kas pretējā gadījumā tiktu izniekota, tāpēc pētnieku grupa to raksturo kā "pašbarojamu", sacīja Vans.

Gaisa sprauga, ko komanda iekļāva sava triboelektriskā strāvas avota dizainā, atdarina

zibens, elektrostatiski sadalot gaisu. Šis jauninājums palielināja Tribo-sanitizer jaudu līdz vairāk nekā 4,{2}} voltiem un ievērojami palielināja tā UVC lampas spilgtumu, liecina pētījums.

Lai gan uz gaismu balstītas tehnoloģijas, piemēram, Tribo-sanitizer lampa, "var būt ļoti efektīvas, ja virsmas ir tieši pakļautas gaismas avotam", Vangs sacīja, ka tās var nepietiekami dezinficēt vietas, kas nav tieši apgaismotas, piemēram, nelīdzenas vai raupjas virsmas uz salātiem un ābolu mizām. .

"To varētu risināt, iekļaujot citas dekontaminācijas metodes vai izmantojot vairākus gaismas avotus dažādos leņķos," viņš teica. "Tas ir viens no nākotnes virzieniem, pie kā mēs strādājam. Un, ja Tribo-sanitizer tiks pareizi iekļauts esošajās iekārtās, piemēram, transportēšanas vai uzglabāšanas vienībās, tas potenciāli varētu nodrošināt nepārtrauktu dekontamināciju visā piegādes ķēdē bez nepieciešamības pēc komerciālas enerģijas."

Lai gan laiks, kas nepieciešams, lai panāktu E. coli baktēriju samazināšanos par 99,999%, bija ilgs — pašlaik 90 minūtes, Džins sacīja, ka ierīces potenciāls nodrošināt nepārtrauktu dekontamināciju, piemēram, kravas automašīnās uz šosejas, nozīmē, ka šim pagarinātajam laikam nevajadzētu uzskatīt par būtisku trūkumu. Komanda turpina savus centienus uzlabot Tribo-sanitizer, un "var sagaidīt, ka nākotnē šis laiks būs daudz īsāks", viņš teica.

Saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas datiem pārtikas izraisītas slimības katru gadu skar gandrīz 600 miljonus cilvēku, kā rezultātā mirst 420,{2}}. Saskaņā ar ASV Lauksaimniecības ministrijas un PVO aplēsēm, pārtikas piesārņojuma seku likvidēšanas ekonomiskās izmaksas ASV ir vairāk nekā 15,6 miljardi ASV dolāru gadā un 110 miljardi ASV dolāru valstīs ar zemiem un vidējiem ienākumiem. Vangs teica, ka Tribo-sanitizer ir jauns līdzeklis šo problēmu mazināšanai.

Patērētāji mājās varētu izmantot Tribo dezinfekcijas līdzekļus, lai dezinficētu virsmas, pārtiku un daudz ko citu, jo "ierīces izgatavošanai izmantoto materiālu aptuvenās izmaksas ir mazākas par 70 ASV dolāriem", sacīja Džins.

Ierīces pašdarbināmais raksturs arī sniedz tai "izcilu potenciālu izmantošanai zemu resursu apstākļos, piemēram, dabas katastrofu zonās un konfliktu zonās, kur nav elektrības vai tā ir neuzticama", sacīja Li.

Līdztekus pārtikas nekaitīguma problēmu mazināšanai šīs ierīces varētu būt noderīgas arī sabiedrības veselības problēmu risināšanā, piemēram, gatavojoties jaunām pandēmijām un reaģējot uz tām, sacīja Vans.

Pētījumu daļēji finansēja USDA Nacionālais pārtikas un lauksaimniecības institūts, Ilinoisas ūdens resursu centrs un Ziemeļu Centrālais reģionālais saules grantu centrs.

Uzsākšanas atbalstu sniedza universitāte; Lauksaimniecības, patērētāju un vides zinātņu koledža; un Pārtikas zinātnes un cilvēku uztura departaments.

/Publisks izlaidums. Šim materiālam no sākotnējās(-o) organizācijas/autora(-iem) var būt noteikta laika raksturs un tas ir rediģēts skaidrības, stila un garuma labad. Mirage.News neieņem institucionālas pozīcijas vai puses, un visi šeit paustie viedokļi, pozīcijas un secinājumi ir tikai autora(-u) viedokļi, nostājas un secinājumi.