NIST 시스템에 대한 전체 설명을 게시해야 하는 긴급한 사항 중 하나는 연구원들이 식수 연구를 넘어 고체 표면 및 공기의 소독에 이르는 새로운 실험에 이 UV 설정을 사용하는 것을 구상하는 것입니다. 잠재적인 응용 프로그램에는 병실의 더 나은 UV 소독과 햇빛이 COVID-19를 일으키는 코로나바이러스를 비활성화하는 방법에 대한 연구가 포함될 수 있습니다.
& quot;내가 아는 한, 이 연구를 복제한 사람은 아무도 없었습니다. 적어도 생물학 연구에서는 그렇지 않습니다." 라라손이 말했다."그것이 바로 우리가 이 논문을 지금 꺼내고자 하는 이유다.&따옴표;
마시기 딱 좋은
자외선은 인간의 눈으로 볼 수 없을 정도로 짧은 파장을 가지고 있습니다. UV는 약 100나노미터(nm)에서 400nm 사이의 범위에 있는 반면 인간은 보라색(약 400nm)에서 빨간색(약 750nm)까지 무지개를 볼 수 있습니다.
식수를 소독하는 한 가지 방법은 유해 미생물을 분해하는 자외선을 조사하는 것입니다.' DNA 및 관련 분자.
최초 연구 당시 대부분의 물 조사 시스템은 254nm의 단일 파장에서 대부분의 UV 광을 방출하는 UV 램프를 사용했습니다. 그러나 수년 동안 수도 회사는&'다색,&'와 같은 다른 유형의 소독 램프에 대한 관심이 높아져 왔습니다. 즉, 여러 다른 파장에서 UV 빛을 방출했습니다. 그러나 2012년 연구의 수석 연구원인 콜로라도 볼더 대학교(CU Boulder) 환경 엔지니어인 칼 린덴(Karl Linden)은 새로운 램프의 효과가 잘 정의되지 않았다고 말했습니다.
2012년에 CU Boulder가 이끄는 미생물학자 및 환경 엔지니어 그룹은 물 유틸리티 회사가 UV 소독에 관해 가지고 있던 지식 기반을 추가하는 데 관심을 보였습니다. 비영리 단체인 Water Research Foundation의 자금 지원을 받아 과학자들은 다양한 세균이 다양한 파장의 UV 광선에 얼마나 민감한지 체계적으로 테스트하려고 했습니다.
일반적으로 이러한 실험의 광원은 광범위한 UV 파장을 생성하는 램프였을 것입니다. 가능한 한 주파수 대역을 좁히기 위해 연구진은' 필터를 통해 빛을 비추는 것이 계획이었습니다. 그러나 그것은 여전히 상대적으로 넓은 10nm 대역의 빛을 생성했을 것이고 원하지 않는 주파수가 필터를 통해 흘러나와 각 미생물을 비활성화시키는 파장을 정확히 결정하기 어렵게 만들 것입니다.
미생물학자와 엔지니어는 더 깨끗하고 제어 가능한 UV 광원을 원했습니다. 그래서 그들은 NIST에 도움을 요청했습니다.
NIST는 테스트 중인 각 미생물 샘플에 잘 제어된 UV 빔을 전달하는 시스템을 개발, 구축 및 운영했습니다. 설정에는 문제의 샘플(시료 중 하나의 특정 농도가 포함된 물로 채워진 페트리 접시)을 빛이 새지 않는 인클로저에 넣는 작업이 포함되었습니다.
이 실험을 독특하게 만드는 것은 NIST가 파장가변 레이저에 의해 전달되도록 UV 빔을 설계했다는 것입니다."조정 가능" 이는 210nm에서 300nm까지의 광범위한 파장에 걸쳐 극히 좁은 대역폭(단일 나노미터 미만)의 광선을 생성할 수 있음을 의미합니다. 레이저는 또한 휴대가 가능하여 과학자들이 작업이 진행되고 있는 실험실로 가져갈 수 있었습니다. 연구원들은 또한 NIST 보정 UV 검출기를 사용하여 각 측정 전후에 페트리 접시에 닿는 빛을 측정하여 각 샘플에 얼마나 많은 빛이 닿았는지 실제로 알고 있는지 확인했습니다.
시스템을 작동시키는 데 많은 어려움이 있었습니다. 연구원들은 일련의 거울을 사용하여 페트리 접시에 UV 광선을 전달했습니다. 그러나 서로 다른 UV 파장에는 서로 다른 반사 재료가 필요하므로 NIST 연구원들은 테스트 실행 사이에 교체할 수 있는 다양한 반사 코팅이 있는 거울을 사용하는 시스템을 설계해야 했습니다. 그들은 또한 중앙에서 더 높은 강도를 가진 레이저 빔을 가져와 전체 물 샘플에 균일하게 퍼지도록 광 확산기를 조달해야 했습니다.
최종 결과는 서로 다른 세균이 다른 파장의 UV 광선에 어떻게 반응하는지 보여주는 일련의 그래프였습니다. 일부 미생물에 대한 첫 번째 데이터는 이전에 측정한 것보다 훨씬 정확합니다. 그리고 팀은 예상치 못한 결과를 발견했습니다. 예를 들어, 바이러스는 파장이 240nm 미만으로 감소함에 따라 증가된 감도를 나타냈습니다. 그러나 Giardia와 같은 다른 병원체의 경우 UV 감도는 파장이 낮아져도 거의 동일했습니다.
& quot;이 연구의 결과는 물 유틸리티 회사, 규제 기관 및 기타 UV 분야에서 물-또한 공기-소독, &에 직접 작업하는 다른 사람들에 의해 꽤 자주 사용되었습니다. CU Boulder 환경 엔지니어인 Sara Beck은 이 2012년 작업에서 나온 세 편의 논문의 첫 번째 저자라고 말했습니다."어떤 빛의 파장이 다른 병원체를 비활성화하는지 이해하면 소독 작업을 더 정확하고 효율적으로 만들 수 있습니다." 그녀가 말했다.
나, UV 로봇
NIST가 제어된 협대역의 UV 광을 물 샘플에 전달하기 위해 설계한 것과 동일한 시스템은 다른 잠재적 응용 분야에 대한 향후 실험에도 사용할 수 있습니다.
예를 들어, 연구자들은 UV 광선이 병실에서 발견되는 것과 같은 단단한 표면의 세균과 공기 중에 부유하는 세균까지 얼마나 잘 죽이는지 탐구하기를 희망합니다. 병원 내 감염을 줄이기 위한 노력의 일환으로 일부 의료 센터는 로봇이 운반하는 살균 UV 방사선 빔으로 병실을 폭파했습니다.
그러나 이러한 로봇의 사용에 대한 실제 표준은 아직 없으므로 연구원들은 효과적일 수 있지만 얼마나 효과적인지 알거나 다른 모델의 장점을 비교하기가 어렵다고 말했습니다.
& '표면을 조사하는 기기의 경우 변수가 많다. 그들이'일하고 있다는 것을 어떻게 알 수 있습니까?&따옴표; 라라손이 말했다. NIST's와 같은 시스템은 다양한 모델의 소독 로봇을 테스트하는 표준 방법을 개발하는 데 유용할 수 있습니다.
또 다른 잠재적인 프로젝트는 공기와 표면 모두에서 새로운 코로나바이러스에 대한 햇빛의 영향을 조사할 수 있다고 Larason은 말했습니다. 그리고 원래 협력자들은 물 소독과 관련된 미래 프로젝트에 레이저 시스템을 사용하기를 희망한다고 말했습니다.
& quot;다양한 UV 파장에 대한 미생물과 바이러스의 민감도는 여전히 현재의 물 및 공기 소독 관행과 매우 관련이 있습니다." Beck은&"특히 예를 들어 COVID-19 및 병원 내 감염과 관련된 것과 같은 새로운 소독 문제와 새로운 기술의 개발을 고려할 때.&따옴표;
