Lò plasma lạnh giúp giảm 99% virus trong không khí

Tại Đại học Michigan, Herek Clack, phó giáo sư Kỹ thuật Dân dụng và Môi trường ở Đại học Michigan và cộng sự phát triển lò phản ứng plasma lạnh khiến các mầm bệnh trong không khí không thể lây nhiễm sang vật chỉ, bao gồm con người. Plasma oxy hóa virus, làm vô hiệu cơ chế xâm nhập vào tế bào của chúng.

Máy lọc từ lâu đã được sử dụng để loại bỏ hạt mịn, bao gồm virus và vi khuẩn trong không khí chúng ta hít thở. Đây là bộ phận chủ chốt trong hệ thống thông khí ở các tòa nhà và máy bay. Tuy nhiên, nhiều virus nhỏ hơn hẳn những loại hạt nhỏ nhất thường bị giữ lại qua máy lọc. Một biện pháp để giảm sự lây lan của mầm bệnh trong không khí là lò phản ứng plasma lạnh. Plasma là trạng thái thứ 4 của vật chất, loại khí bao gồm các hạt ion và electron thay vì hạt nhân và nguyên tử trung hòa. Trạng thái lạnh có nghĩa plasma không hình thành ở nhiệt độ cao.

Các nhà nghiên cứu thử nghiệm nguyên mẫu lò plasma lạnh ở trang trại nuôi lợn tại Michigan để ngăn virus gây bệnh lợn tai xanh. (Ảnh: Robert Coelius).

Sau khi thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và cơ sở chăn nuôi gia súc, nhóm nghiên cứu nhận thấy lò phản ứng giúp giảm hơn 99% virus gây bệnh truyền nhiễm trong một khối khí. Họ đang phát triển công nghệ để sử dụng trong nông nghiệp và cho biết sản phẩm cũng hữu dụng ở nơi có nhiều người tập trung trong không gian kín, bao gồm máy bay thương mại.

Các nhà khoa học chưa biết điều gì khiến vài loại virus và vi khuẩn lưu lại lâu hơn trong không khí như bệnh lao và sởi. Một nghiên cứu gần đây chỉ ra virus cúm có thể lây nhiễm trong không khí suốt hơn một giờ. Không gian khép kín hoặc đông đúc làm giảm mức độ suy yếu của virus, dẫn tới tăng nguy cơ lây nhiễm khi tiếp xúc.

Có một số giả thuyết về cơ chế tiêu diệt vi khuẩn của plasma lạnh, nhưng virus trong không khí khác với vi khuẩn và không thể tiêu diệt theo cách giống nhau. Hiểu biết của các nhà nghiên cứu về tiệt trùng bằng plasma lạnh chủ yếu dựa trên quá trình tiệt trùng những bề mặt nhiễm khuẩn bằng cách phun plasma trong nhiều phút, lâu hơn nhiều so với thời gian tiếp xúc chưa tới một giây trong nghiên cứu của Clack và cộng sự.

Trong các thử nghiệm của nhóm nghiên cứu, plasma chỉ làm giảm hơn 99% lượng virus trong không khí nhưng gần như không thay đổi ADN của virus. Điều này có nghĩa plasma không thể phá hủy virus mà chỉ thay đổi khả năng lây nhiễm của chúng. Clack và cộng sự đang tìm hiểu cơ chế của quá trình này để điều chỉnh lò phản ứng.

Họ cũng đang xem xét cách sử dụng lò phản ứng plasma lạnh trên máy bay. Những chuyến bay đường dài có thể đưa hành khách nhiễm virus đi khắp thế giới. Có nhiều yếu tố quyết định đường truyền của virus trong cabin máy bay, bao gồm vận động của hành khách trong chuyến bay. Mô hình lưu thông không khí trong cabin cũng đóng vai trò quan trọng quyết định virus bắn ra từ người nhiễm bệnh lan xa tới đâu. Các nhà nghiên cứu cần hiểu rõ hơn những yếu tố biến động này trước khi nhà sản xuất máy bay và hãng hàng không có thể sử dụng lò phản ứng plasma lạnh để ngăn bệnh truyền nhiễm lây lan.