Tra le tante sfide che dobbiamo affrontare con la diffusione del COVID-19 c'è la capacità del coronavirus di sopravvivere sulle superfici per lunghi periodi di tempo.
Mentre possiamo pulire efficacemente gli oggetti o sterilizzarli con alcol, che dire delle superfici più delicate come il cartone?
Anche nell'atmosfera, SARS-CoV-2 può sopravvivere fino a diverse ore; su cartone può durare fino a 24 ore e le particelle vitali si trovano sulla plastica entro tre giorni dalla contaminazione.
Scienziati di molte discipline stanno investendo enormi risorse nella lotta contro la pandemia. Ora una squadra guidata dall'ingegnere Jitong Chen dell'UCLA potrebbe aver trovato una soluzione. Hanno appena dimostrato la capacità del plasma freddo di uccidere il virus su un'ampia varietà di superfici senza danneggiare il materiale.
“Tutto ciò che utilizziamo proviene dall'aria”, spiega l'ingegnere aerospaziale Richard Wirtz. “Aria ed elettricità: questa è una procedura molto salutare senza effetti collaterali.”
Il plasma, il meno studiato dei quattro stati fondamentali della materia (gli altri tre sono solido, liquido e gassoso), sorge naturalmente nell'alta atmosfera. Si forma quando gli elettroni si staccano dai loro atomi (rendendo gli atomi caricati positivamente) e insieme creano una zuppa di particelle cariche che sono instabili e quindi più reattive del loro stato gassoso equivalente.
Il plasma freddo ha già dimostrato di funzionare contro i batteri resistenti ai farmaci. Interrompe la struttura della loro superficie e del DNA senza danneggiare i tessuti umani. Funziona anche contro le cellule tumorali.
Chen, Wirtz e colleghi hanno sviluppato e stampato in 3D un dispositivo a getto di plasma atmosferico che utilizza gas argon, un elemento inerte e stabile che è uno dei gas più comuni nella nostra aria. Il dispositivo invia elettroni in accelerazione attraverso il gas, separando gli atomi di gas dagli elettroni esterni quando entrano in collisione; richiede solo 12 watt di potenza continua per funzionare.
(Chen et al, Physics of Fluids, 2020).
Il team ha diretto un flusso di particelle reattive a temperatura ambiente vicina alle superfici contaminate, esponendole a corrente elettrica, atomi e molecole carichi (ioni) e radiazioni UV.
Hanno testato gli effetti del plasma su sei superfici, inclusi cartone, pelle, plastica e metallo, e hanno scoperto che su ciascuna superficie la maggior parte delle particelle virali erano inattivate dopo soli 30 secondi. Tre minuti di contatto con il plasma hanno distrutto completamente il virus.
I ricercatori ritengono che l'ossigeno reattivo e gli ioni azoto prodotti dall'interazione del plasma con l'aria distruggano le particelle virali; quando hanno testato il plasma alimentato con elio, che produce meno di questi tipi di atomi, si è rivelato inefficace anche dopo cinque minuti di utilizzo.
Quando le particelle cariche si raccolgono sulla superficie del virione, possono danneggiare il suo guscio a causa delle forze elettrostatiche che portano alla sua rottura. Gli ioni possono anche rompere legami strutturalmente importanti, come i legami tra due atomi di carbonio, carbonio e ossigeno e atomi di carbonio e azoto.
Esperimenti sugli effetti del plasma su batteri e virus hanno dimostrato che il danno all'involucro esterno del virus può includere proteine importanti per il legame alle cellule.
“I risultati suggeriscono anche che il plasma freddo dovrebbe essere testato per l'inattivazione del SARS-CoV-2 trasmesso da aerosol”, hanno scritto Wirtz e colleghi nel loro articolo.
“Questo è solo l'inizio”, ha detto Wirtz. “Siamo fiduciosi e abbiamo grandi speranze per il plasma in futuro”.
La ricerca è pubblicata sulla rivista Physics of Fluids.
Fonti: Foto: (Kovalova Z. et al.).
