Oamenii de știință dezvoltă un dispozitiv UV-C pentru igienizarea alimentelor provocată de fulger

Dezinfectantul Tribo este un dispozitiv autoalimentat care folosește o lampă UVC pentru a inactiva bacteriile care provoacă boli de origine alimentară pe produse proaspete, ambalaje și suprafețe.

Fotografie de Fred Zwicky

CHAMPAIGN, Ill. - Oamenii de știință de la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign au dezvoltat un dispozitiv portabil, autoalimentat cu ultraviolete-C, numit Tribo-sanitizer, care poate inactiva două dintre bacteriile responsabile de multe boli și decese de origine alimentară.

Echipa a inclus, din stânga, doctorandul Zachary (Zhenhui) Jin, profesorul de inginerie și siguranță alimentară Yi-Cheng Wang și studentul absolvent Longwen Li.

Fotografie de Fred Zwicky

Lampa UVC a Tribo-Sanitizer este alimentată folosind efectul triboelectric - electricitate care este generată atunci când două materiale diferite intră în contact. În cadrul testelor, dezinfectantul Tribo a inactivat cu succes două bacterii potențial mortale din alimente, Escherichia coli O157:H7 și Listeria monocytogenes, în principal prin deteriorarea ADN-ului lor, conform descoperirilor publicate în jurnalul Nano Energy.

Bacteriile selectate ca ținte de testare sunt două dintre cele mai frecvente cauze ale focarelor grave de boli alimentare din SUA. Escherichia coli produce toxine care pot provoca crampe abdominale severe, febră, diaree cu sânge și insuficiență renală, iar Listeria monocytogenes poate provoca listerioză, care are cele mai mari rate de spitalizare și mortalitate din orice boală alimentară.

Echipa a evaluat capacitatea de decontaminare a dezinfectantului Tribo cu bacterii în lichide și pe trei solide - cojile proaspete de mere, salată verde și tereftalat de polietilenă, cunoscut în mod obișnuit ca PET, un material popular pentru ambalarea alimentelor și a băuturilor.

Rezultatele au indicat că Tribo-Sanitizer avea un potențial puternic de a îndeplini standardele de dezinfectare ale Food and Drug Administration. Mai exact, dispozitivul „a obținut reduceri de cel puțin 99,999% ale tulpinii de E. coli în soluție tampon și pe PET, demonstrând capacitatea excelentă de decontaminare a dezinfectantului Tribo”, a spus autorul corespondent Yi-Cheng Wang, profesor de siguranță alimentară și inginerie. .

La produse, dispozitivul a realizat reduceri mai mici, dar totuși utile, de aproximativ 99,98% pentru bacteriile E. coli și 99,9% pentru L. monocytogenes pe cojile de mere și 99,8% pentru E. coli și 98% pentru L. monocytogenes pe salata romană. , conform lucrării.

Aceste rezultate „sunt comparabile cu cele raportate în alte studii care au folosit lumina UV cu o sursă de energie comercială pentru decontaminarea produselor proaspete”, a spus doctorandul Zachary (Zhenhui) Jin, care a fost co-primul autor al lucrării împreună cu absolventul Fujunzhu. Zhao. Studentul absolvent Longwen Li a participat și el la studiu.

Sursa de energie triboelectrică a Tribo-Sanitizer poate converti energia mecanică din mediul ambiant - de exemplu, din mișcările umane și vântul - care altfel ar fi irosită, motiv pentru care echipa de cercetare o descrie ca fiind „autoalimentată”, a spus Wang.

Un spațiu de aer pe care echipa l-a încorporat în designul sursei lor de energie triboelectrică imită

fulgerul prin descompunerea electrostatică a aerului. Potrivit studiului, această inovație a crescut puterea Tribo-Sanitizer la mai mult de 4,000 volți și a crescut semnificativ luminozitatea lămpii UVC.

În timp ce tehnologiile bazate pe lumină, cum ar fi lampa Tribo-sanitizer, „pot fi foarte eficiente atunci când suprafețele sunt expuse direct la sursa de lumină”, Wang a spus că este posibil să nu decontamineze în mod adecvat zonele care nu sunt iluminate direct, cum ar fi suprafețele neuniforme sau aspre de pe salată verde și cojile de mere. .

„Acest lucru ar putea fi abordat prin încorporarea altor metode de decontaminare sau prin utilizarea mai multor surse de lumină în unghiuri diferite”, a spus el. „Aceasta este una dintre direcțiile viitoare la care lucrăm. Și dacă este încorporat în mod corespunzător în facilitățile existente, cum ar fi unitățile de transport sau depozitare, dezinfectantul Tribo ar putea asigura o decontaminare continuă de-a lungul lanțului de aprovizionare fără a fi nevoie de energie comercială”.

Deși timpul necesar pentru a obține o reducere de 99,999% a bacteriilor E. coli a fost lung - în prezent 90 de minute - Jin a spus că potențialul dispozitivului de a realiza o decontaminare continuă, cum ar fi în camioanele de pe autostradă, înseamnă că acest timp prelungit nu ar trebui fi văzut ca un dezavantaj major. Echipa își continuă eforturile de a îmbunătăți Tribo-Sanitizer și „se poate aștepta ca acest timp să fie mult mai scurt în viitor”, a spus el.

Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, bolile de origine alimentară afectează aproape 600 de milioane de oameni anual, ducând la 420,000 decese. Costul economic al gestionării consecințelor contaminării alimentelor este de peste 15,6 miliarde de dolari pe an în SUA și de 110 miliarde de dolari în țările cu venituri mici și medii, potrivit estimărilor Departamentului pentru Agricultură al SUA și, respectiv, OMS. Wang a spus că Tribo-Sanitizer reprezintă un mijloc nou de atenuare a acestor probleme.

Consumatorii ar putea folosi dezinfectanții Tribo acasă pentru a igieniza suprafețele, alimentele și multe altele, deoarece „costul estimat al materialelor utilizate pentru construirea dispozitivului este mai mic de 70 de dolari”, a spus Jin.

Caracterul auto-alimentat al dispozitivului îi oferă, de asemenea, „un potențial excelent de utilizare în medii cu resurse reduse, cum ar fi zonele cu catastrofe naturale și zonele de conflict în care electricitatea este absentă sau nesigură”, a spus Li.

Pe lângă atenuarea problemelor de siguranță alimentară, aceste dispozitive ar putea fi utile și în abordarea problemelor de sănătate publică, cum ar fi pregătirea și răspunsul la noile pandemii, a spus Wang.

Cercetarea a fost finanțată parțial de Institutul Național de Alimentație și Agricultură al USDA, Centrul de Resurse de Apă din Illinois și Centrul Regional de Grant Soare Nord Central.

Sprijinul pentru pornire a fost oferit de universitate; Colegiul de Științe Agricole, de Consum și de Mediu; și departamentul de știință alimentară și nutriție umană.

/Presă publică. Acest material de la organizația/autorii de origine ar putea fi de natură punctuală și editat pentru claritate, stil și lungime. Mirage.News nu adoptă poziții sau părți instituționale, iar toate punctele de vedere, pozițiile și concluziile exprimate aici sunt exclusiv ale autorului (autorilor).