紫外線で病気と闘う

研究者らは、部屋や表面の浮遊ウイルスを殺すための紫外線ベースの消毒装置を開発できるように、ベストプラクティスの紫外線レベルと暴露時間を決定する予定です。 クレジット: アリッサ・ラグランジュ、メアリー・ボールドウィン大学。 無断転載を禁じます。

2020年5月26日

マライア・チュプリンスキー

ペンシルバニア州ユニバーシティパーク — 現在および今後数カ月間、病院や商業ビルは、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の原因となるSARS-CoV-2などのウイルスの伝播を防ぐために、広い屋内環境を消毒する任務を負うことになる。 シード助成金による新しい研究は、このような大規模な衛生プロセスで使用される光放射製品の開発に必要な知識ベースを提供する可能性があります。

ペンシルバニア州立大学の共同主任研究者（PI）で建築工学教授のウィリアム・バーンフレス氏は、ペンシルベニア州立農業科学大学の獣医学および生物医学の臨床教授である共同主任研究者スレシュ・クチプディ氏とともに、光放射の能力を研究する予定である。表面を消毒し、ウイルスの感染を減らします。

バーンフレス氏と彼の共同研究者らは、ペンシルベニア州立大学ハック生命科学研究所、工学部、エネルギー・環境研究所から、6か月のプロジェクトのためのシード資金として約9万ドルを受け取った。

研究者らは、図にあるようなキャビネット状の反応器内で、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）を引き起こすSARS-CoV-2に似た代替ヒトコロナウイルスを、さまざまな波長の紫外線に対してテストする予定だ。 クレジット: ペンシルベニア州立大学建築工学部。 クリエイティブ・コモンズ

「紫外線の特定の波長には、真菌やウイルスなどの微生物のDNAやRNAに損傷を与え、繁殖できなくすることで微生物を不活性化する能力がある」とバーンフレス氏は述べた。 「このプロジェクトに対する私たちの研究課題は、さまざまな波長が新型コロナウイルスのようなコロナウイルスを不活化、つまり殺すのにどの程度うまく機能するかということです。」

キャビネットのような原子炉の中で、バーンフレス氏とクチプディ氏、および共同研究者のペンシルバニア州立大学建築工学教授ジム・フライハウト氏は、異なる暴露時間で254または365ナノメートルの波長の紫外線に暴露されたコロナウイルスサンプルの消毒の度合いを測定する予定である。 。 研究者らは、ペンシルバニア州獣医生物医科学局から提供される、新型コロナウイルスに似た代替ヒトコロナウイルスを試験に使用する予定だ。 試験はペンシルバニア州立大学公園にあるバイオセーフティレベル2の研究室で行われます。

「ベストプラクティスの紫外線レベルと曝露時間が決定されれば、建物の給気システム、部屋や設備の表面、マスク、ウイルスサンプリング装置などに含まれる浮遊ウイルスを不活化する紫外線ベースの消毒装置を設計できる」とフライハウト氏は述べた。 「将来的には、同じ技術を使用して細菌や他の種類のウイルスも不活化できる可能性がありますが、特定の対象となる汚染物質ごとに紫外線のレベルを調整する必要があるかもしれません。」

最終的には、あらゆる種類のインフルエンザウイルスの蔓延の重大な温床となっている学校や会議室の空調システムにも、関係者が同様の機能を適用できる可能性がある、とフライハウト氏は述べた。

プロジェクトの第 2 セグメントでは、ペンシルバニア州立大学の建築工学助教授である Donghyun Rin 氏と建築工学准教授の Richard Mistrick 氏が Bahnfleth と協力して、研究の実験部分の結果を数値流体力学モデリングに適用し、照明シミュレーション。 このシミュレーションは、換気や濾過と組み合わせた殺菌照射システムがコロナウイルスサンプルの生存率に及ぼす影響を予測するのに役立つだろう。

「空間モデルに組み込まれるさまざまな要素と、空気分配空間内を移動する感染リスクを制御する計画を策定する予定です」とリム氏は述べた。 「また、通常は除去され、清掃されて空間内で再循環される、部屋の典型的な空気の動きもモデル化します。」

フライハウト氏によると、リアクターシステムとシミュレーションからのテストデータを統合し、研究者らは紫外線感受性係数を、ポリオ原因ウイルスやH1N1インフルエンザウイルスなどの他のウイルスタイプについて文献で報告されているものと比較する予定だという。 。

Bahnfleth 氏は、この研究の実践的な要素、つまり将来の消費者や建築開発者にとって何が役立つのかを強調しました。 成功した発見により、殺菌要素と照明要素の両方を備えたランプを製造することができ、照明のスイッチを押すのと同じくらい簡単に殺菌要素をオフおよびオンに切り替えることができる。

「これは 100 年前の技術ですが、医療などの特殊な市場以外では中程度の浸透しかありません」とバーンフレス氏は述べた。 「しかし現在、多くの人が、これがさまざまな種類の建物内にいる人々を、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）やその他の危険な病原体を引き起こすSARS-CoV-2ウイルスから守る可能性を秘めた技術であることに気づきつつある。」

ハリー＆アーリーン・シェル教授兼建築工学科長のセズ・アタムトゥルクトゥル氏は、バーンフレート、フライハウト、リム、ミストリックが追求しているような、建築工学における新しい研究が、建築の建設と設計の未来を再形成するためにいかに必要であるかを強調した。今後数年間のメソッド。

「この研究は、オフィスなどの共有建物スペースへの復帰を促進するのに役立つ可能性があります」と彼女は述べた。

工学部メディアリレーションズ

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