Bandaí Tonn Cúng de Fhrídíní Marú Solas UV

Ar ais in 2012, d’fhoilsigh eolaithe NIST agus a gcomhoibritheoirí roinnt páipéar ar roinnt fionnachtana bunúsacha a bhféadfadh tairbhí féideartha a bheith acu do chuideachtaí fóntais uisce. Ach níor mhínigh na hailt seo riamh an socrú ionradaíochta a rinne an obair indéanta.

Anois, den chéad uair, tá taighdeoirí NIST ag foilsiú sonraí teicniúla an turgnaimh uathúil, a bhí ag brath ar léasar iniompartha chun tástáil a dhéanamh ar cé chomh maith agus a ghníomhaigh tonnfhaid dhifriúla solais UV miocrorgánaigh dhifriúla in uisce. Tá an obair le feiceáil inniu san Athbhreithniú ar Ionstraimí Eolaíochta (RSI).

& quot; Bhíomar' ag iarraidh é seo a scríobh go foirmiúil le blianta," arsa NIST' s Tom Larason." Anois tá am againn an domhan a insint faoi."

Práinn amháin le cur síos iomlán a fhoilsiú ar an gcóras NIST is ea go samhlaíonn taighdeoirí go n-úsáideann siad an socrú UV seo le haghaidh turgnaimh nua a théann níos faide ná staidéar a dhéanamh ar uisce óil agus chun dromchlaí soladacha agus aer a dhíghalrú. D’fhéadfadh díghalrú UV níos fearr a bheith ar sheomraí ospidéil agus fiú staidéir ar an gcaoi a ndéanann solas na gréine an coróinivíreas atá freagrach as COVID-19 a ghníomhachtú.

& quot; Chomh fada agus is eol dom, ní dhearna aon duine an obair seo a mhacasamhlú, ní ar a laghad le haghaidh taighde bitheolaíoch," A dúirt Larason." Sin é' s an fáth go dteastaíonn uainn an páipéar seo a chur amach anois."

Go leor le hól

Tá tonnfhaid ag solas ultraivialait atá ró-ghearr don tsúil dhaonna a fheiceáil. Tá raon UV ann ó thart ar 100 nanaiméadar (nm) go 400 nm, ach is féidir le daoine tuar ceatha daite a fheiceáil ó violet (thart ar 400 nm) go dearg (thart ar 750 nm).

Bealach amháin le huisce óil a dhíghalrú is ea é a ionradaíocht le solas UV, a bhriseann síos miocrorgánaigh dhíobhálacha' DNA agus móilíní gaolmhara.

Tráth an staidéir bhunaidh, d’úsáid formhór na gcóras ionradaíochta uisce lampa UV a astaíonn an chuid is mó dá solas UV ag tonnfhad amháin, 254 nm. Le blianta, áfach, léirigh cuideachtaí fóntais uisce spéis mhéadaitheach i gcineál difriúil lampa díghalraithe a bhí" polychromatic," rud a chiallaíonn gur astaíonn sé solas UV ag tonnfhaid éagsúla. Ach ní raibh éifeachtacht na lampaí nua sainmhínithe go maith, a dúirt Karl Linden, innealtóir comhshaoil ​​de chuid Ollscoil Colorado Boulder (CU Boulder) a bhí ina phríomh-imscrúdaitheoir ar staidéar 2012.

& quot; Fuair ​​muid amach i lár na 2000idí go raibh foinsí UV polacrómatacha níos éifeachtaí le haghaidh neamhghníomhachtú víris - go sonrach toisc gur tháirg na lampaí seo solas UV ag tonnfhaid ísle, faoi 230 nm," A dúirt Linden." Ach bhí sé deacair a thomhas cé mhéad níos éifeachtaí agus cad iad meicníochtaí na héifeachtúlachta sin."

In 2012, bhí suim ag grúpa micribhitheolaithe agus innealtóirí comhshaoil ​​faoi stiúir CU Boulder cur leis an mbonn eolais a bhí ag cuideachtaí fóntais uisce maidir le díghalrú UV. Le maoiniú ón bhFondúireacht Taighde Uisce, eagraíocht neamhbhrabúis, bhí na heolaithe ag iarraidh tástáil mhodheolaíoch a dhéanamh ar cé chomh híogair agus a bhí frídíní éagsúla le tonnfhaid éagsúla solais UV.

De ghnáth, ba í an fhoinse solais do na turgnaimh seo lampa a ghineann raon leathan tonnfhaid UV. Chun banda na minicíochtaí a chúngú a oiread agus is féidir, rinne na taighdeoirí' Ba é an plean an solas a shoilsiú trí scagairí. Ach fós féin bheadh ​​bandaí solais 10-nm réasúnta leathan curtha ar fáil, agus bheadh ​​minicíochtaí nach dteastaíonn ag dul tríd an scagaire, rud a fhágfadh go mbeadh sé deacair a fháil amach cé na tonnfhaid a bhí ag díghníomhachtú gach miocrorgánach.

Bhí na micribhitheolaithe agus na hinnealtóirí ag iarraidh foinse níos glaine agus níos inrialaithe don solas UV. Mar sin, ghlaoigh siad ar NIST chun cabhrú leat.

D'fhorbair, thóg agus d'oibrigh NIST córas chun bhíoma UV dea-rialaithe a sheachadadh ar gach sampla de mhiocrorgánaigh atá á dtástáil. Is éard a bhí i gceist leis an socrú an sampla a chur i gceist - mias petri líonta le huisce le tiúchan áirithe de cheann de na heiseamail - i gclós éadrom éadrom.

Is é an rud a fhágann nach bhfuil an turgnamh seo uathúil ná gur dhear NIST an bhíoma UV le seachadadh ag léasar inúsáidte." intomhaiste" ciallaíonn sé gur féidir leis léas solais a tháirgeadh le bandaleithead an-chúng - níos lú ná nanaiméadar amháin - thar raon leathan tonnfhaid, sa chás seo ó 210 nm go 300 nm. Bhí an léasair iniompartha freisin, rud a thug deis d’eolaithe é a thabhairt chuig an saotharlann ina raibh an obair á déanamh. D'úsáid taighdeoirí brathadóir UV calabraithe NIST freisin chun an solas a bhuail an mhias petri a thomhas roimh agus tar éis gach tomhais, chun a chinntiú go raibh a fhios acu i ndáiríre cé mhéid solais a bhí ag bualadh ar gach sampla.

Bhí go leor dúshlán ann an córas a chur ag obair. Chuir taighdeoirí an solas UV ar ais chuig an mhias petri le sraith scáthán. Mar sin féin, teastaíonn ábhair fhrithchaiteacha éagsúla ó thonnta UV éagsúla, mar sin b’éigean do thaighdeoirí NIST córas a dhearadh a d’úsáidfeadh scátháin le bratuithe frithchaiteacha éagsúla a d’fhéadfaidís a mhalartú idir ritheann tástála. Bhí orthu freisin diffuser éadrom a fháil chun an bhíoma léasair a thógáil - a bhfuil déine níos airde sa lár - agus é a scaipeadh amach ionas go mbeadh sé aonfhoirmeach ar fud an tsampla uisce ar fad.

Ba é an toradh deiridh ná sraith graif a léirigh an chaoi ar fhreagair frídíní difriúla le solas UV de thonnta difriúla - na chéad sonraí do chuid de na miocróib - le cruinneas níos mó ná riamh a tomhaiseadh riamh. Agus fuair an fhoireann roinnt torthaí gan choinne. Mar shampla, léirigh na víris íogaireacht mhéadaithe de réir mar a laghdaigh tonnfhaid faoi bhun 240 nm. Ach i gcás pataiginí eile mar Giardia, bhí íogaireacht UV thart ar an gcéanna fiú agus na tonnfhaid ag dul in ísle brí.

& quot; D'úsáid cuideachtaí fóntais uisce, gníomhaireachtaí rialála agus daoine eile sa réimse UV torthaí an staidéir seo go minic ag obair go díreach ar dhíghalrú uisce - agus aer - freisin, &; a dúirt innealtóir comhshaoil ​​CU Boulder, Sara Beck, an chéad údar ar thrí pháipéar a táirgeadh as saothar 2012 seo." Má thuigeann tú na tonnfhaid solais a ghníomhaíonn pataiginí éagsúla is féidir cleachtais díghalrúcháin a dhéanamh níos beaichte agus níos éifeachtaí," dúirt sí.

I, Robot UV

Is féidir an córas céanna a dhear NIST chun banda cúng rialaithe solais UV a sholáthar do shamplaí uisce a úsáid freisin le haghaidh turgnaimh amach anseo le feidhmchláir fhéideartha eile.

Mar shampla, tá súil ag taighdeoirí iniúchadh a dhéanamh ar cé chomh maith agus a mharaíonn solas UV frídíní ar dhromchlaí soladacha mar iad siúd atá le fáil i seomraí ospidéil, agus fiú frídíní ar crochadh san aer. In iarracht ionfhabhtuithe a fhaightear san ospidéal a laghdú, bhí seomraí pléasctha ag roinnt ionad leighis le bhíoma steiriliú de radaíocht UV a iompraíonn robots.

Ach níl aon fhíorchaighdeáin ann fós maidir le húsáid na robots seo, a dúirt na taighdeoirí, mar sin cé gur féidir leo a bheith éifeachtach, tá sé deacair' s a fháil amach cé chomh héifeachtach, nó láidreachtaí samhlacha éagsúla a chur i gcomparáid lena chéile.

& quot; Maidir le gairis a ionradaíonn dromchlaí, tá a lán athróg ann. Cá bhfios duit go bhfuil siad' ag obair?" A dúirt Larason. D’fhéadfadh córas mar NIST' s a bheith úsáideach chun bealach caighdeánach a fhorbairt chun samhlacha éagsúla bots díghalrúcháin a thástáil.

D’fhéadfadh tionscadal féideartha eile scrúdú a dhéanamh ar éifeacht sholas na gréine ar an coronavirus úrscéal, san aer agus ar dhromchlaí, a dúirt Larason. Agus dúirt na comhoibritheoirí bunaidh go bhfuil súil acu an córas léasair a úsáid le haghaidh tionscadal amach anseo a bhaineann le díghalrú uisce.

& quot; Tá íogaireacht na miocrorgánach agus na víris do thonnfhaid UV éagsúla fós an-ábhartha do chleachtais reatha díghalrúcháin uisce agus aeir," Dúirt Beck," go háirithe i bhfianaise fhorbairt teicneolaíochtaí nua chomh maith le dúshláin nua díghalrúcháin, mar shampla iad siúd a bhaineann le COVID-19 agus ionfhabhtuithe a fuarthas san ospidéal, mar shampla."

Foinse Scéal:

Ábhairarna sholáthar agAn Institiúid Náisiúnta um Chaighdeáin agus Teicneolaíocht (NIST). Bunaidh scríofa ag Jennifer Lauren Lee.Note: Is féidir an t-ábhar a chur in eagar de réir stíle agus faid.