Uma lâmpada excimer para fornecer longe

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 381 (2023) Citar este artigo

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As mesas de jantar podem representar um risco para os comensais, transmitindo bactérias e/ou vírus. Atualmente, faltam meios ecológicos e convenientes para proteger os clientes quando estão sentados juntos. Esta investigação construiu lâmpadas excimer UVC distantes para desinfetar as superfícies das mesas de jantar. As lâmpadas foram montadas em diferentes alturas e orientações, e a irradiância nas superfícies da mesa foi medida. As doses de irradiação para obter diferentes eficiências de inativação para Escherichia coli (E. coli) foram fornecidas. Além disso, a modelagem numérica foi conduzida para irradiância e a eficiência de inativação resultante. O modelo superfície-a-superfície (S2S) foi validado com a irradiância medida. O desempenho germicida da irradiação UVC distante, as doses UVC distantes às quais os clientes foram expostos e o risco de exposição ao ozônio gerado foram avaliados. Os resultados revelaram que uma dose de irradiação de 12,8 mJ/cm2 pode desinfetar 99,9% de E. coli em superfícies. Ao variar a saída da irradiância da lâmpada, o número e as posições das lâmpadas, a irradiação UVC distante pode atingir uma redução de 3 log para uma duração de jantar de 5 min. Além disso, a lâmpada UVC distante apresenta baixo risco de danos aos clientes ao atingir uma taxa de inativação efetiva. Além disso, praticamente não há risco de exposição ao ozônio em um refeitório ventilado mecanicamente.

Mesas de jantar são facilmente contaminadas por micróbios1,2. Os micróbios nas superfícies das mesas de jantar podem ser bactérias ou vírus3,4. A bactéria pode ser transmitida para as superfícies das mesas de jantar por (1) limpeza das mesas com panos e esponjas poluídos, (2) deposição de microorganismos transportados pelo ar e (3) contato com alimentos contaminados5,6,7. As bactérias nas superfícies das mesas de jantar podem sobreviver por horas ou até semanas8. Os vírus podem se instalar nas mesas de jantar com as gotículas liberadas pelos comensais infectados9. Mesmo quando separado da célula hospedeira, o vírus pode permanecer vivo nas superfícies das mesas de jantar por 2 a 7 dias em condições adequadas4. A desinfecção de micróbios em mesas de jantar pode ser uma maneira eficaz de minimizar a infecção humana resultante por meio do contato com a superfície.

Desinfetantes químicos são usados ​​há muito tempo para matar micróbios em superfícies. Desinfetantes de mesa de jantar incluem solventes clorados, álcool etílico, ácido peroxiacético e solvente de sal de amônio quaternário10, etc. Esses desinfetantes inativam micróbios desnaturando as proteínas biológicas por oxidação ou acelerando a perda de água de corpos biológicos sob a força da tensão superficial11,12 . Os desinfetantes químicos são bastante eficazes para matar a grande maioria dos micróbios13. No entanto, a maioria dos desinfetantes químicos não são ecologicamente corretos. Mais criticamente, os desinfetantes químicos podem ser prejudiciais à saúde humana se a exposição exceder o limite superior permitido. Os sintomas respiratórios e cutâneos relatados devido à superexposição a desinfetantes clorados residuais durante a epidemia de Ebola em 2014 ressaltam as deficiências da desinfecção química14. Portanto, a desinfecção química deve ser usada com cautela nas mesas de jantar.

A radiação ultravioleta C (UVC) também é bastante eficaz para inativar micróbios15 e nenhum resíduo é produzido nas superfícies. O UVC tradicional com comprimento de onda de 254 nm é comumente gerado por um arco elétrico através do mercúrio vaporizado. Os fótons emitidos podem penetrar profundamente nos corpos microbianos e destruir o ácido ribonucleico (RNA) ou o ácido desoxirribonucleico (DNA)16. Assim, tanto a replicação quanto a proliferação dos micróbios irradiados são evitadas. No entanto, o UVC254nm não pode ser usado com segurança para irradiar o corpo humano. Conjuntivite, eritema e até mesmo câncer de pele podem resultar da exposição excessiva ao UVC254nm17. Portanto, a desinfecção UVC254nm durante o jantar pode ser proibida.

Nos últimos anos, Far-UVC com comprimentos de onda variando de 207 a 222 nm tem recebido grande atenção18. Os raios Far-UVC podem ser gerados por uma lâmpada excimer dentro da qual o gás nobre é ionizado por uma alta voltagem. Far-UVC supostamente tem um efeito germicida semelhante em células bacterianas e vírus e é mais potente em matar endosporos bacterianos do que UVC254nm19. Notavelmente, a profundidade de penetração dos raios UVC distantes nas células humanas é muito limitada porque os fótons emitidos são preferencialmente absorvidos pelo córneo e depois assimilados por proteínas citoplasmáticas20. Assim, os fótons de alta energia são impedidos de entrar no núcleo. Portanto, far-UVC parece adequado para desinfecção na presença de humanos.