تعاون مهندسو الميكروويف واختصاصيو الأمراض المعدية وعلماء البوليمرات من جامعة إدنبرة وجامعة هيريوت وات وجامعة ستراثكلايد لإنشاء طريقة جديدة للتعقيم بالميكروويف يمكن أن تحدث ثورة في طريقة تعقيم سيارات الإسعاف والمستشفيات.
في الوقت الحاضر ، يتم التعقيم يدويًا باستخدام التقنيات التقليدية التي تستخدم المواد الكيميائية. قد يستغرق ذلك حوالي 30 إلى 40 دقيقة لتطهير سيارة إسعاف واحدة.
خلال هذا الوقت ، تكون سيارة الإسعاف متوقفة عن العمل مما يؤدي إلى زيادة الضغط على خدمات الطوارئ في أوقات الازدحام. يمكن لإمكانية هذه التقنية الجديدة أن تقلل بشكل كبير من الوقت الذي تستغرقه عودة سيارة الإسعاف بأمان إلى الطريق لإنقاذ الأرواح.
في السنوات الأخيرة ، تم اقتراح العديد من التقنيات الأخرى لتطهير وتعقيم الأسطح ، بدءًا من رذاذ بيروكسيد الهيدروجين إلى الإشعاع فوق البنفسجي والأشعة تحت الحمراء. ومع ذلك ، فقد ثبت أن هذه التقنيات تؤدي إلى تدهور الأسطح بمرور الوقت ، أو أنها ضارة للإنسان إذا كانت على مقربة منها. وقد أدى هذا ، حتى الآن ، إلى الحد من تطبيقها على المدى الطويل.
في المقابل ، تعمل الطريقة الجديدة باستخدام الموجات الكهرومغناطيسية ، والهوائيات ، ومنارات الاستشعار ، وطبقة سائلة لتسخين الأسطح وتعقيمها بسرعة. تعني الأتمتة أنه يمكن لأي شخص تشغيل النظام بسهولة من مسافة آمنة بدلاً من لمس الأسطح الملوثة مباشرةً أثناء التنظيف.
أشعة الميكروويف المنبعثة من الهوائيات مثل تلك الموجودة في الهواتف الذكية المحمولة والمنزلية واي فاي أنظمة. تسمح الهوائيات بتوجيه إشعاع الميكروويف وتركيزه على المواقع التي تشتد الحاجة إليها.
وكان الفريق الاسكتلندي بقيادة الدكتور سيمون بوديلتشاك، مهندس محترف ومحاضر كبير في الترددات الراديوية التكنلوجيا من جامعة إدنبره وأستاذ مشارك فخري في جامعة هيريوت وات.
وأوضح: "خطرت لي الفكرة منذ أكثر من عام عندما أعقم رضّاعات الأطفال حديثي الولادة باستخدام فرن الميكروويف. كان ذلك عندما بدأ جائحة COVID-19 في المملكة المتحدة في أوائل عام 2020.
"أدركت أنه إذا كان من الممكن تعقيم الزجاجات في دقائق قليلة وكانت آمنة لطفل حديث الولادة ، فسيكون من الممكن توسيع نطاق التقنية للأسطح المصابة. ومع ذلك ، كانت هناك حاجة إلى بحث كبير لتحديد المسافة النسبية بين السطح والهوائي مع ضمان مستويات طاقة آمنة.
"لقد اكتشفت أيضًا أنه سيكون من الأفضل استهداف حزمة الموجات الصغرية وتركيزها على المناطق التي يحتمل أن تتأثر على الأرجح. للقيام بذلك ، أعدت استخدام تقنية قمت بتطويرها في الأصل لشحن الهواتف المحمولة لاسلكيًا ".
بعد ذلك ، اتصل Podilchak بالبروفيسور Marc Desmulliez ، المهندس والفيزيائي المعتمد من جامعة Heriot-Watt الذي طور سابقًا فرنًا مفتوحًا يعمل بالميكروويف.
تم عرض هذا الجهاز لتمكين إلغاء تنشيط الفيروس التاجي الحي (سلالة 229E) عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا تبلغ 60 درجة مئوية في 30 ثانية. تم إجراء هذا الجزء الأخير من البحث بالتعاون مع مجموعة بقيادة البروفيسور يورجن هاس ، الخبير في طب العدوى في كلية الطب في إدنبرة.
قال البروفيسور مارك ديسموليز من جامعة هيريوت وات: "إن جمال هذه التقنية الجديدة هو أن الأسطح المعقمة لم تتعرض للتلف ، وهو ما كان أحد التحديات الرئيسية التي تم العثور عليها في استخدام ضوء الأشعة فوق البنفسجية أو تقنيات الهباء الجوي. يمكن أن يكون جهاز الميكروويف الناتج أيضًا محمولًا ، وهذا يعني أنه يمكن استخدامه في تطبيقات أخرى متعددة بخلاف سيارات الإسعاف وغرف العمليات. يمكن استخدامه لتعقيم طاولات العشاء في المطاعم أو تنظيف طاولات ومقاعد القطار أو الطائرة قبل الترحيب بالعملاء الجدد ".
كان التحدي الأكبر للفريق هو إثبات ما إذا كانت أشعة الميكروويف تضرب الأسطح بشكل فعال ويمكنها تسخينها عند درجة الحرارة المناسبة.
يوضح البروفيسور نيكو برونز ، متخصص البوليمرات من جامعة ستراثكلايد: "استخدمت مجموعتي بروتينات بياض الدجاج المعروف أنها تفسد الطبيعة عند 60 درجة مئوية. من خلال النظر إلى المحلول الذي يتحول إلى اللون الأبيض ، تمكنا من إظهار أنه تم الوصول إلى درجة الحرارة المناسبة لتمكين إلغاء تنشيط الفيروس. سيكون هذا مفيدًا للغاية لمشغل المقترح نظام".