A veszélyes baktériumok elpusztítása és a fertőtlenítés megoldása még jól felszerelt körülmények között sem egyszerű feladat, és kifejezetten nehéz, ha nem kórházi vagy laborkörülmények között kell megoldani. Erre találtak most új megoldást kínai és ausztrál kutatók: ha a fejlesztés működőképesnek bizonyul, a jövőben olyan hordozható „zseblámpákkal” végezhetjük a fertőtlenítést, amelyek hideg plazmát bocsátanak a kívánt felületre és ezzel elpusztítják a mikroorganizmusokat. A kutatók eredményeikről a Journal of Physics D: Applied Physics oldalain számolnak be.
A plazma ionizált gáz, az anyag negyedik halmazállapota. Nagy energiájú folyamatok hatására az anyagot alkotó atomokról egy vagy több elektron szakad le, és a keletkező plazma ionok és szabad elektronok keveréke lesz. Az elektronok szabad mozgása miatt a plazma elektromos vezető és az elektromágneses mezőkkel kölcsönhatásba lép. A gyors mozgású, szabad elektronok másik előnye, hogy atomokkal vagy molekulákkal ütközve hatékonyan pusztítják az emberi szervezetre veszélyes mikroorganizmusokat. Így az élelmiszeriparban évek óta használják fertőtlenítésére.
Az orvostudomány nagy reményeket fűz az úgynevezett hideg plazmák alkalmazásához, mivel ezek jól fertőtlenítenek, segítik a sebgyógyulást, valamint a kísérletek alapján segítségükkel lehetséges a rákos sejtek szelektív elpusztítása is. És mindezt az élő emberi sejtek károsítása nélkül teszik. Senki sem tudja pontosan, hogyan zajlanak le az ezt eredményező interakciók, de kétségkívül működnek. Jelenleg úgy tűnik, hogy a plazma hatására reaktív oxigéngyökök képződnek a levegőben, és ezek hatására károsodik a mikrobák DNS-e.
Számos tesztelés folyik a plazmasugarak orvosi alkalmazásának optimalizálására, de a prototípusok többsége általában jelentős méretű külső energia- és gázforrást igényel a sugarak létrehozásához és táplálásához. Ezek a faktorok viszont nehézkessé teszik a technológia terepen való alkalmazását, ahol pedig a legnagyobb szükség lenne rá: a sürgősségi ellátásban, természeti katasztrófák vagy fegyveres konfliktusok idején.
Hszinpej Lu, a Huazhong Tudományos és Technikai Főiskola (HUST) mérnöke és Kostya Ostrikov, a Sydney-i Egyetemről most előálltak egy olyan megoldással, amely kiküszöböli az előzőekben említett hátrányokat. Prototípusukat egy 12 voltos elem látja el energiával, és nem igényel külső gázutánpótlást sem. Az általuk „plazma-zseblámpának” nevezett szerkezet tehát bárhova könnyedén szállítható.
Az elem önmagában kevés lenne a plazma létrehozásához, ezért egy feszültségnövelő eszköz segítségével 10 kilovoltra növelték a feszültséget. A készülék a megnövelt feszültséget 12 vékony acéltűhöz vezeti, amelyekben létrejön a gyorsan pulzáló elektromos kisülés, és végül kibocsátódik a 20-23°C-os plazmasugár. A kutatók elmondása szerint a gyártás száz dollár alatti összegből megoldható.
A szerkezet teszteléséhez a kutatók vastag rétegekben Enterococcus faecalis baktériumokat tenyésztettek ki, ez a kórokozó nagyon elterjedt manapság, és különösen ellenállónak mutatkozik a hővel és az antibiotikumokkal szemben. A telepeket fél centiméteres távolságból öt percig világították meg a plazma-zseblámpával, majd fluoreszcens festékkel megfestették a baktériumokat: zölddel az élő, pirossal a halott sejteket jelölték.
A kontrollminta teljesen zöld maradt, a hideg plazmával kezelt viszont szinte tökéletesen bepirosodott, még 17 sejtréteg mélységben is. Ez pedig jobb eredmény, mint amit a csapat „hagyományos”, vagyis nem hordozható plazmakészülékek használatával elért. A hosszú megvilágítási időre a rengeteg réteg miatt volt szükség, normál esetben ennél sokkal kevesebb mikroorganizmussal számolhatunk. A különálló baktériumok elpusztítása pedig mindössze pár másodpercet vesz igénybe.
A plazmakészülék hordozhatóvá tétele nagyon nagy eredmény, mondja Micheal Keidar, a George Washington Egyetem plazmafizikusa: egy tisztán technikai, de a jövő szempontjából rendkívül lényeges problémára találtak megoldást a kutatók. A szlovén Miran Mozetič az eredmények hallatán kiemelte, hogy a készülék azért is nagyon ígéretesnek tűnik, mert mindössze 60 milliwattot igényel egy kisütésenként, ami azt jelenti, hogy nem kell minden használat után elemet cserélni vagy akkut tölteni, vagyis valóban hasznos lehet terepi körülmények között is.
A plazma-zseblámpának még számos klinikai teszten kell átesnie, mielőtt forgalomba kerülhet, de a kutatók szerint a készülék jelenlegi formájában is tökéletesen alkalmas a mindennapi használatra. Némileg még kicsinyíteni és optimalizálni akarják ugyan, de az utolsó simításoktól eltekintve bármikor piacra dobható a termék.
