Get best of the week

Musim panas buatan: ultraviolet jauh melawan coronavirus

Penulis: Alexey Turchin, Roko Mizhich

Roko Mizhich - penulis gagasan Roko Vasilisk, Alexey Turchin - futurolog, penulis buku "Struktur bencana global" dan "Futurologi. Abad ke-21: keabadian atau bencana global ”(bersama saya). Status Sumber

: ada banyak ketidakpastian yang berbeda, tetapi idenya memiliki bukti tertentu dan potensi pengembalian yang tinggi. Namun di sini kami menawarkan untuk membahasnya.

Tl; dr: Kami sangat perlu mempelajari penempatan lampu Far-UVC khusus yang aman bagi manusia di seluruh lingkungan buatan kami untuk "membunuh" virus saat berada di udara, sehingga secara signifikan mengurangi penyebaran covid-19.

Berdasarkan: www.nature.com/articles/s41598-018-21058-w

Menit Perawatan UFO


Pandemi COVID-19, infeksi pernafasan akut yang berpotensi parah yang disebabkan oleh coronavirus SARS-CoV-2 (2019-nCoV), telah secara resmi diumumkan di dunia. Ada banyak informasi tentang Habré tentang topik ini - selalu ingat bahwa Habré dapat diandalkan / bermanfaat, dan sebaliknya.

Kami mendesak Anda untuk kritis terhadap informasi apa pun yang dipublikasikan.


Sumber resmi

, .

Cuci tangan, rawat orang yang Anda cintai, tinggal di rumah kapan saja memungkinkan dan bekerja dari jarak jauh.

Baca publikasi tentang: coronavirus | kerja jarak jauh

Salah satu ide yang paling menjanjikan dan terlupakan untuk memerangi penyebaran Covid-19 adalah penggunaan radiasi ultraviolet yang tersebar luas di lingkungan buatan kita (kereta, kantor, rumah sakit, dll.). Sinar ultraviolet sudah digunakan sebagai disinfektan di seluruh dunia; itu adalah singkatan dari UVGI - "Ultraviolet Bactericidal Irradiation." Foton energi sinar ultraviolet menghancurkan ikatan kimia dalam DNA dan membunuh / menonaktifkan virus dan bakteri.

Sinar ultraviolet di bumi ada dalam kisaran 200 hingga 400 nm. Cahaya di atas 400 nm - cahaya tampak biru. Cahaya di bawah 200 nm disebut "radiasi ultraviolet vakum" karena sangat diserap oleh oksigen di udara biasa dan karenanya tidak bisa ada, kecuali dalam ruang hampa udara atau media non-udara lainnya. Dalam kisaran 200-400 nm kami memiliki jenis UV: UVA, UVB dan UVC, dan tepi gelombang pendek dari band UVC yang kami miliki "Far-UVC"; memiliki panjang gelombang dari sekitar 200 nm hingga 220 nm.

gambar

Pertimbangan Keamanan


Orang-orang juga rentan terhadap radiasi ultraviolet. Ini menyebabkan kanker kulit dan kerusakan mata yang serius.

Namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa pita Far-UVC sebenarnya aman untuk kulit manusia karena tidak dapat menembus lapisan tipis sel kulit mati pada permukaan kulit kita.

Ini berarti bahwa adalah mungkin untuk memberikan perlindungan jangka panjang terhadap virus corona dan mikroorganisme patogen lainnya dengan terus-menerus menerangi lingkungan buatan kita dengan sinar UV-jauh. Jika cahaya Far-UVC benar-benar aman bagi manusia, Far-UVC dapat dinyalakan terus menerus dan dapat menghancurkan atau menonaktifkan partikel virus sebelum mereka dapat menyebar dari orang ke orang.

Mengapa ini belum ditinjau oleh otoritas terkait? Far-UVC muncul dalam tinjauan literatur WHO, tetapi saat ini tidak diterapkan, karena ada sedikit bukti untuk mendukung keamanan dan efektivitas.

Ada beberapa ketidakpastian mengenai apakah generasi ozon akan berada di pita ini (200-220 nm). Ozon berbahaya bagi kesehatan. Namun, pita 200-220 nm tampaknya tidak menjadi produsen ozon yang kuat. Selain itu, degradasi UV pada permukaan dapat terjadi dari paparan kronis terhadap radiasi UV.

Menyeimbangkan bahaya dari tindakan dan tidak adanya tindakan


Bahkan jika Far-UVC agak berbahaya, masih bisa digunakan. Kerusakan kecil dari lampu Far-UVC bisa jauh kurang serius daripada kerusakan besar dari covid-19, atau dari kerusakan ekonomi yang disebabkan oleh isolasi-diri universal, yang, menurut seorang penulis, adalah sekitar $ 10 juta per menit, ditambah banyak kesulitan pribadi. yang akan dipicu oleh resesi yang akan datang.

Selain itu, lebih mudah untuk melindungi seseorang dari radiasi ultraviolet daripada virus. Tabir surya, pakaian, dan kacamata pelindung UV bisa lebih sedikit berbahaya daripada isolasi semi-permanen dari populasi atau flash tumbuh-19 secara eksponensial, yang mengarah ke jutaan atau puluhan juta korban de facto.
Radiasi ultraviolet dalam lingkungan buatan bahkan dapat dikontrol secara intelektual - visi komputer dapat menentukan lokasi orang dan memasukkan radiasi ultraviolet hanya di tempat-tempat di mana tidak ada orang. Proyek semacam itu, paling banter, akan siap pada awal 2021.

Jika pernyataan keselamatan Far-UVC tidak sepenuhnya benar, kombinasi Far-UVC dengan kulit fisik dan pelindung mata, seperti kacamata, masih dapat menimbulkan risiko kanker dan kerusakan mata yang dapat diterima. Dalam jangka panjang, Far-UVC "hampir aman" ini dapat dikombinasikan dengan kontrol cerdas pada berbagai tingkat detail; bayangkan lift yang Far-UVC bersinar terang setiap kali orang meninggalkannya, atau "dinding" pilar Far-UVC cahaya yang memisahkan orang yang secara otomatis mati sejenak ketika seseorang melewatinya. Pada akhirnya, sistem ini bahkan dapat menyesuaikan kekuatan Far-UVC menggunakan AI.

Pertimbangan epidemiologis


Bahkan solusi Far-UVC yang ideal, yang tidak berbahaya bagi manusia, 100% mematikan untuk partikel Covid-19 dan mudah diskalakan, mungkin tidak cukup untuk mengurangi R0 hingga tepat 0. Tetapi pertanyaan kuncinya adalah apakah dapat menurunkan R0 di bawah 1, dan apakah itu memungkinkan Anda untuk melanjutkan sebagian besar kegiatan ekonomi.

Sejauh ini kita tidak tahu efektivitas dan keamanan nyata dari penggunaan Far-UVC secara konstan. Eksperimen awal sederhana yang dapat dilakukan: memasukkan sampel virus ke dalam kotak dengan tikus - mungkin dalam bentuk aerosol - dan mengobati beberapa sel dengan Far-UVC, meninggalkan sel-sel lain sendirian, dan melihat apakah tingkat infeksi pada yang dirawat sel.

Masalah penskalaan


Bahkan sistem yang sempurna tidak akan berguna jika tidak dapat ditingkatkan dan diimplementasikan di seluruh dunia. Krypton chloride excimers dapat menjadi sumber Far-UVC, tetapi Far-UVC LED modern dengan aluminium nitride (AlN) adalah solusi terbaik dalam jangka panjang. Dalam jangka panjang, laser dapat menghasilkan Far-UV yang terkolimasi. Diperlukan penelitian lebih lanjut dan umpan balik pakar tentang sumber Far-UVC yang paling efektif.

Pertimbangan energi


Jumlah energi Far-UVC yang dibutuhkan untuk membunuh 99% partikel virus diperkirakan sekitar 20 J / m2. Dengan kekuatan, katakanlah, 5 W / m2, sistem akan membutuhkan waktu 4 detik untuk mensterilkan aerosol virus, yang pada dasarnya dapat ditularkan dari orang ke orang. Namun, sistem berdaya rendah masih akan memiliki beberapa keuntungan, seperti yang kita tahu bahwa orang dapat terinfeksi udara yang terinfeksi 30 menit sebelumnya. Daya yang lebih tinggi pada panjang gelombang ini bisa sulit dicapai dengan lampu Kr-Cl excimer, karena efisiensinya ~ 10%. AlN Far-UVC LED cenderung memiliki efisiensi konversi yang jauh lebih tinggi .

Keserbagunaan


Salah satu manfaat terbesar Far-UVC adalah bahwa itu akan menjadi senjata yang sangat umum melawan patogen. Far-UVC membunuh / menonaktifkan bakteri, virus, dan patogen lainnya. MRSA, C-DIFF, flu, dll. adalah LL dibunuh oleh UVC, seperti halnya pada patogen bermasalah berikutnya.

Ringkasan


Ada banyak alasan berbeda mengapa penyebaran pencahayaan Far-UVC di mana-mana mungkin tidak berfungsi, tetapi jika itu terjadi, itu dapat memiliki keuntungan besar. Untuk alasan ini, penulis percaya bahwa pada saat kritis ini ia harus lebih memperhatikan. Uji skalabilitas, keamanan, dan efisiensi harus dilakukan secepat mungkin, lebih disukai secara paralel. Lebih penting lagi, idenya membutuhkan perhatian lebih dari para ahli di bidang yang relevan - fisika ultraviolet, epidemiologi dan orang-orang yang mempelajari etiologi kanker kulit. Pada saat penulisan, ada laporan bahwayang diperkirakan oleh pemerintah AS bahwa epidemi dapat bertahan hingga 18 bulan), sehingga rencana seperti Far-UVC, yang bisa memakan waktu berbulan-bulan untuk diterapkan, masih dapat menjadi komponen penting dari respons pada akhir tahun ini.

Aplikasi. Cara lain untuk menggunakan radiasi ultraviolet untuk mengendalikan coronavirus


Satu penjelasan untuk musim influenza dan infeksi lainnya adalah bahwa UV matahari membunuh virus. Namun, orang menghabiskan banyak waktu di dalam ruangan bahkan di musim panas, terutama selama isolasi diri. Sebagian besar infeksi kami terjadi di dalam ruangan: di rumah, di transportasi dan di tempat kerja. Radiasi ultraviolet dari Matahari bisa menjadi bagian dari penjelasan untuk kasus yang lebih rendah dari coronavirus di negara-negara selatan.

Jika kita mengganti bola lampu di mana-mana dengan sumber cahaya yang, selain biasanya ringan, juga memancarkan sinar ultraviolet dengan panjang gelombang tertentu, kami akan membunuh sebagian besar virus di udara dan membersihkan fomites (partikel virus pada permukaan). Jadi, kita akan membuat "musim panas buatan" di mana-mana dan menurunkan coronavirus R0 di bawah 1.

Hambatan utama adalah durasi paparan dan kemungkinan bahaya bagi orang-orang. Baru-baru ini, di Moskow, 20 anak mengalami luka bakar mata setelah seorang guru sekolah lupa mematikan pembersih UV di kelas.

Selain gagasan untuk menggunakan rentang Far-UVC yang relatif aman, ada beberapa ide lain untuk mencegah kerusakan mata dan kulit seseorang dengan sinar ultraviolet :

1) Cahaya ultraviolet yang dikendalikan secara cerdas. Lampu ultraviolet menyala pada tingkat maksimum ketika tidak ada orang di ruangan itu. Kami sudah memiliki detektor gerakan untuk penerangan, tetapi di sini mereka akan bekerja sebaliknya. Sumber cahaya deteksi gerak juga dapat mengarahkan cahaya ke arah di mana tidak ada gerakan, sehingga tidak ada orang. Di videoAnda dapat melihat sumber cahaya UV dengan detektor gerak yang dijual.
Atau, misalnya, intensitas cahaya dapat sementara ditingkatkan setelah suara bersin. Tetapi ini akan membuat keseluruhan sistem lebih kompleks, dan implementasi berskala besar akan membutuhkan lebih banyak waktu.

2) Bukan sumber radiasi UV yang "terlalu kuat" , yang menghasilkan intensitas tingkat radiasi UV Matahari di permukaan tanah dan terutama bekerja pada fomites. Seperti yang Anda ketahui, orang dapat hidup setidaknya 1 jam dari sinar matahari tanpa kerusakan parah (di pantai). Kita bisa menggunakan perkiraan ini sebagai panduan untuk mengkalibrasi sumber UV.

3) Cahaya + sarung tangan ultraviolet yang kuat. Semua orang akan memakai sarung tangan, topeng dan kacamata di jalan. Dalam hal ini, tidak ada area kulit yang akan terkena sinar ultraviolet (dan virus). Memakai alat pelindung diri akan efektif dalam hal apa pun. Wanita di Timur memakai pakaian lengkap, dan mereka baik-baik saja.

4) Headlamp UV yang dapat dipakai akan mengarahkan sinar ultraviolet ke arah yang berlawanan dengan mata manusia, tetapi akan menerangi segala sesuatu yang menghirup atau menyentuh, serta tangan. Cahaya akan menjadi yang terkuat di dekat wajah manusia (tetapi tidak mempengaruhi wajah), dan akan menyerang tetesan dan debu yang akan dihirup seseorang. Namun, cahaya ini akan tersebar pada jarak 1-2 meter ke tingkat yang lebih aman. Lampu depan dan senter UV sudah ada dan dijualtetapi mungkin tidak cukup kuat untuk disinfeksi. Ini akan sangat efektif jika sumber cahaya yang dapat dipakai jauh dari UVC digunakan, tetapi rentang UV lainnya dapat dicoba jika kulit dilindungi. Selain itu, sumber UV yang sempit dapat digunakan untuk mensterilkan masker dan respirator sekali pakai, yang akan memungkinkan mereka untuk digunakan kembali.

5) senter UV yang memancarkan radiasi ultraviolet dalam sinar lebar. Ini dapat digunakan oleh pembersih sebagai langkah tambahan saat membersihkan permukaan.

Pro dari UV Light


  1. Lebih mudah, lebih mudah, lebih murah dan lebih cepat untuk dibangun daripada solusi lain.
  2. Lebih sedikit bahaya bagi orang, karena sinar ultraviolet dapat diarahkan dan tidak selalu dinyalakan.
  3. Implementasi uji (produk yang layak Minimal, dalam hal startup) untuk implementasi yang lebih maju.
  4. Mobile dapat digunakan di beberapa tempat.

Minus:

  1. Kurang efektif dibandingkan lampu langit-langit UV yang selalu menyala.
  2. Membutuhkan waktu / upaya tambahan selain prosedur pembersihan normal.

Cahaya buatan sekarang ada hampir di mana-mana orang modern hidup: di rumah, di toko mana pun, di mobil dan bahkan di jalanan. Yang kita butuhkan hanyalah mengganti bagian dari lampu listrik. Sejumlah besar lampu dapat diproduksi dalam 0,5-1 tahun, dan lebih sedikit untuk tempat-tempat kritis, seperti lift, bahkan dalam periode yang lebih singkat.

Namun, ada masalah sebenarnya pengujian teknologi sampai disetujui oleh FDA sebagai aman dan efektif. Secara teknis sulit untuk menghasilkan LED ultraviolet (220 nm) yang dalam.

Awal yang baik adalah pemasangan lampu ultraviolet di tempat-tempat penggunaan jangka pendek oleh orang-orang, di mana ada risiko infeksi yang tinggi: lift, toko, toilet.
Jauh lebih nyaman memakai pelindung cahaya daripada perlindungan virus, dan setelah beberapa bulan memblokir gagasan untuk kembali ke kehidupan yang hampir normal, tetapi dengan tabir surya dan / atau sarung tangan, akan sangat menyenangkan.

Referensi:

Welch, D., Buonanno, M., Grilj, V. et al. Far-UVC light: Alat baru untuk mengontrol penyebaran penyakit mikroba yang dimediasi udara . Sci Rep 8, 2752 (2018). doi.org/10.1038/s41598-018-21058-w
Narita K, Asano K, Morimoto Y, Igarashi T, Nakane A (2018) Iradiasi kronis dengan sinar UVC 222-nm tidak menginduksi kerusakan DNA atau lesi epidermis pada kulit tikus, bahkan pada dosis tinggi . PLOS ONE 13 (7): e0201259. doi.org 10.1371 / journal.pone.0201259

Willie Taylor, Emily Camilleri, D. Levi Craft, George Korza, Maria Rocha Granados, Jaliyah Peterson, Renata Szczpaniak, Sandra K. Weller, Ralf Moeller, Thierry Douki, Wendy WK Mok, Peter Setlow Kerusakan DNA Membunuh Spora dan Sel Bakteri yang Terkena 222 nm Radiasi UV
Diterapkan dan Lingkungan Mikrobiologi Feb 2020, AEM.03039-19; DOI: 10.1128 / AEM.03039-19
Perusahaan Colorado menggunakan teknologi pencahayaan UV untuk membunuh 99,9 persen bakteri dan virus . Fox Denver 7 Macrh 2020

More articles:


All Articles