На чем основано действие технологии STEREX?
STEREX — это электрофизический процесс дезинфекции воздуха в закрытых помещениях путем создания гидроксильных радикалов атмосферной плазмы низкого давления из кислорода и водяного пара без использования химических реактивов. Такие радикалы полностью безвредны для людей, животных и растений и при этом обладают очень высокой антимикробной активностью против оболочечных вирусов, бактерий и грибков. Благодаря этим свойствам генерируемая плазма эффективно нейтрализует микроорганизмы в помещении, даже когда там находятся люди, для которых технология не представляет ни малейшей опасности.
Что такое низкотемпературная атмосферная плазма?
В физике плазма — это четвертое агрегатное состояние вещества после твердого, жидкого и газообразного. Термином «плазма» обозначается газ или смесь газов, способные проводить ток. Под воздействием тока от атомов или молекул газа отсоединяется один или несколько электронов, и молекулы превращаются в ионы. Наличие свободных электрических зарядов (ионов и электронов) и является главной особенностью газа в состоянии плазмы.
Как получается плазма?
Для создания плазмы технология STEREX использует окружающий воздух и содержащийся в нем водяной пар.
Продукты реакции в виде гидроксильных радикалов являются электрофизическими «видами» (без материального коррелята) дезинфицирующего агента как продукта плазменной реакции.
Именно эти гидроксильные радикалы (а не сама плазма) и используются для обеззараживания воздуха.
Технология STEREX создает низкотемпературную атмосферную плазму, реагирующую на температуру и давление окружающего воздуха.
Между пластинами/электродами инвертора генерируется энергия, необходимая для запуска ре-акции, а после активации плазмы (когда смесь газов между электродами становится токопроводящей под воздействием электрического импульса) ее состояние поддерживается подачей определенной силы тока.
Как происходят электрофизические реакции?
Сначала, благодаря токовым разрядам и взаимодействию молекул газа с поверхностью поляри-зованных электродов, катализирующих переход газа в состояние плазмы, кислород расщепляется на свободные кислородные радикалы (см. уравнение 1). При использовании технологии STEREX образование озона удерживается на безопасном низком уровне благодаря использованию осо-бых каталитических электродов и ограничению разности электрических потенциалов до уровня менее 3 кВ. Токсичные оксиды азота не образуются, поскольку для их создания разность потен-циалов должна превышать 5 кВ.
После вступления в реакцию с молекулами воды (точнее, содержащегося в воздухе водяного пара) при разности потенциалов на электродах менее 3 кВ упомянутые кислородные радикалы пре-вращаются в гидроксильные радикалы (см. уравнение 2).
Уже присутствующие в воздухе гидроксильные радикалы (OH°) катализируют эту реакцию. После фазы насыщения, длительность которой зависит от условий окружающей среды, электрофизиче-ские процессы стабилизируются. При использовании технологии STEREX в помещении емкостью 70 м³ и 120 м³ равновесие наступает примерно через час. Поэтому дезинфекцию следует запускать за 60 минут до прибытия посетителей.
Период активности (стабильности) гидроксильных радикалов также зависит от условий среды: при практически полном отсутствии пыли в комнате они сохраняют активность до 60 минут,
а при высоком уровне запыленности этот период сокращается. При определенном уровне фоно-вого загрязнения (класс чистоты ІІ) время активности свободных радикалов составляет 20–30 ми-нут.
Гидроксильные радикалы вступают в реакцию с углеродными соединениями, меняя их структуру (см. уравнение 3). В особенности структурному изменению подвержены молекулы жирных кислот, из которых состоят клеточные (плазматические) мембраны,
в частности, мембраны бактерий и грибков, а также эквивалентные им оболочки вирусов (в том числе вируса SARS-CoV-2). Под действием гидроксильных радикалов ненасыщенные кислоты преобразуются в насыщенные, укорачиваются алкильные цепи жирных кислот и происходят дру-гие разрушающие процессы, вследствие которых мембрана перестает выполнять свои функции и микроорганизм погибает.
Дезинфекция происходит непосредственно в воздухе. Содержащиеся в воздухе гидроксиль-ные радикалы вступают в реакцию с выдыхаемой человеком паровоздушной смесью и уни-чтожают присутствующие в ней микроорганизме по схеме уравнения 3.
Как гидроксильные радикалы действуют на человека?
Клетки высших организмов (так называемых эукариотов, к которым относятся растения, животные и, в частности, человек) имеют мембрану совершенно другой структуры.
Гидроксильные радикалы на такие клетки практически никак не влияют и поэтому совершен-но безопасны для здоровья человека даже при непосредственном воздействии.
- У высших организмов в области плазматической клеточной мембраны присутствуют особо активные ферменты, которые расщепляют гидроксильные радикалы еще до того, как те вступят в реакцию с клеткой.
- Кроме того, такие клетки усилены белковым цитосклетом, который отвечает за адаптацию ко внешним воздействиям, поэтому нарушения в работе мембраны для них не критичны.
- Регенеративный потенциал клеточных мембран у эукариотов, по сравнению с прокарио-тами (бактериями, грибками и оболочечными вирусами), намного выше. У тех же оболо-чечных вирусов, в частности вирусов SARS-CoV-2, регенеративный потенциал отсутствует совсем. Это значит, что единожды разрушенная липидная оболочка вируса не восстанав-ливается.
Поэтому плазменные состояния газов уже применяются в медицине для обработки ран (например, для уничтожения резистентных к антибиотикам бактерий в инфицированных тканях).
Вот поэтому технологию STEREX можно (и нужно) без опасений использовать для очищения воз-духа в помещениях, где присутствуют люди.