Disinfezione senza sostanze chimiche tramite tecnologia al plasma

Crescita di batteri Escherichia coli dopo trattamento con PBF (sinistra) e senza trattamento (destra). I batteri vitali crescono come colonie bianche sulla piastra nutritiva. © Fraunhofer FEP

Il Fraunhofer FEP studia l'acqua plasma-attivata come alternativa senza sostanze chimiche ai tradizionali disinfettanti. La soluzione innovativa rimane attiva per oltre 300 giorni ed è adatta per la farmacia, l'industria alimentare e l'agricoltura.

Scienziati del Fraunhofer FEP stanno sviluppando una tecnologia per la produzione di liquidi trattati con plasma (PBF), che possono essere utilizzati come alternativa ecologica ai tradizionali disinfettanti chimici. In uno studio recente si valuta la loro idoneità come disinfettanti per superfici. I risultati della ricerca mostrano una durata superiore a 10 mesi e una buona efficacia antimicrobica contro E. coli.

La tecnologia utilizza sorgenti di plasma a pressione atmosferica per trattare i liquidi, generando specie reattive di ossigeno e azoto. "L'acqua attivata con plasma può essere trattata in anticipo e poi trasportata sul luogo di utilizzo, senza la necessità di sorgenti di plasma o altri dispositivi di trattamento sul posto", spiega Linda Steinhäußer, autrice principale dello studio del Fraunhofer FEP.

Confronto tra diversi metodi di plasma

Rispetto a due metodi di plasma, la scarica ad arco ha mostrato una potenza antimicrobica fino a quattro volte superiore rispetto alla scarica a barriera dielettrica. I test con l'organismo modello E. coli hanno evidenziato una riduzione fino a 4 log, a seconda del materiale, del tempo di esposizione e del volume di PBF utilizzato.

Applicazioni versatili

I liquidi trattati con plasma sono adatti a vari settori:

– Farmacia e ambienti sterili: disinfezione senza sostanze chimiche in condizioni sterili
– Industria alimentare: procedure di pulizia in loco, ad esempio per serbatoi di latte e impianti simili
– Agricoltura: possibile utilizzo come disinfettante e fertilizzante grazie alle specie di azoto

Effetto comprovato su materiali diversi

Lo studio documenta per la prima volta un'efficacia antimicrobica dipendente dal materiale. Sono stati confrontati superfici in polimero (ABS, PVC) e acciaio inossidabile. Questi risultati sono rilevanti per l'applicazione industriale e consentono un'ottimizzazione mirata per diversi materiali e scenari di utilizzo.

Stabilità nel tempo analizzata

"I parametri fisico-chimici mostrano una durata superiore a 300 giorni con tempi di trattamento al plasma più lunghi", spiega Steinhäußer. Mentre la stabilità a lungo termine dei parametri fisico-chimici è stata dimostrata, la correlazione con l'effetto disinfettante è ancora in fase di studio.

Il team del Fraunhofer collabora già con partner dell'industria farmaceutica ed è aperto a ulteriori collaborazioni.

Sulla ricerca

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista "Surface & Coatings Technology" ed è stato realizzato in collaborazione tra l'Istituto Fraunhofer per la tecnologia di raggi elettronici e plasma FEP di Dresda e l'Istituto Fraunhofer per la tecnologia di rivestimenti e superfici IST di Braunschweig.