Modulares Plasmasystem sorgt für hygienische Oberflächen

Narzędzie do dezynfekcji plazmowej Fraunhofer IST. na robocie DeKonBot 2 Fraunhofer IPA. © Fraunhofer IPA, Rainer Bez / Narzędzie do dezynfekcji plazmowej Fraunhofer IST. na robocie DeKonBot 2 Fraunhofer IPA. © Fraunhofer IPA, Rainer Bez

Modułowe źródło plazmy do czyszczenia i dezynfekcji powierzchni. © Fraunhofer IST, Paul Kurze / Modularne źródło plazmy do czyszczenia i dezynfekcji powierzchni. © Fraunhofer IST, Paul Kurze

Mniejsze zagrożenia zakażeniem, a tym samym redukcja nowych przypadków choroby, są celami, które szczególnie podczas pandemii koronawirusa stały się jeszcze ważniejsze. Istotnym czynnikiem jest tutaj czyszczenie lub dezynfekcja potencjalnie zanieczyszczonych powierzchni. W projekcie „MobDi – Mobilna dezynfekcja” 12 instytutów Fraunhofer pracowało nad nowymi rozwiązaniami technicznymi dla efektywnej i ukierunkowanej robotyzowanej dezynfekcji. Instytut Fraunhofer ds. Technologii Powłok i Powierzchni IST opracował modularny system plazmowy, który można zintegrować z takimi mobilnymi robotami dezynfekcyjnymi.

Zwłaszcza w budynkach publicznych czy środkach transportu odgrywa czyszczenie i dezynfekcja powierzchni szczególnie ważną rolę w kontekście obecnej sytuacji epidemiologicznej. Idealnie byłoby, gdyby często uczęszczane pomieszczenia i związane z nimi powierzchnie były regularnie, najlepiej wielokrotnie w ciągu dnia, dokładnie czyszczone, co jednak ze względu na ogromne (personelowe) nakłady jest możliwe tylko w ograniczonym zakresie. Mobilne roboty serwisowe mogłyby tutaj pomóc i jednocześnie przyczynić się do zmniejszenia ryzyka zakażenia.

Wyzwanie dla zaangażowanych naukowców polegało na znalezieniu odpowiednich metod, które skutecznie czyściłyby powierzchnie, nie uszkadzając ich przy tym. W ramach projektu testowano i oceniano różne metody i technologie dezynfekcji, które w zależności od materiału, geometrii i stopnia zabrudzenia miejsc do czyszczenia, można stosować.

Walka z wirusami i bakteriami za pomocą plazmy

Jeśli do gazu dostarczy się wystarczająco dużo energii, można wytworzyć taką plazmę. Plazma składa się z elektronów, jonizowanych i wzbudzonych cząstek oraz światła UV, które między innymi prowadzą do reakcji chemicznych i biologicznych, bardzo dobrze nadających się do czyszczenia i dezynfekcji. Instytut Fraunhofer IST skoncentrował się głównie na wyborze i integracji odpowiedniego źródła plazmy. Ze względu na zastosowanie i możliwość integracji, po szerokich badaniach wstępnych rozwinięto system Piezojet, w którym powierzchnia jest poddawana obróbce za pomocą „zimnej plazmy”, chroniąc materiał.

Na początku problemem była produkcja ozonu, która powstaje podczas zapłonu plazmy. „Aby zapobiec ucieczce ozonu do otoczenia, przeprowadziliśmy symulacje, które pozwoliły nam zidentyfikować optymalne warunki odciągu, i opracowaliśmy odpowiednią koncepcję” — wyjaśnia prof. dr Michael Thomas, kierownik działu w Fraunhofer IST. „Dodatkowo zastosowanie środków absorpcyjnych zapewnia pełną redukcję ozonu z odciągu, dzięki czemu źródło plazmy można bezpiecznie wykorzystywać do codziennej dezynfekcji i czyszczenia.” Ostatnim etapem prac w Fraunhofer IST było wdrożenie uzyskanych wyników w odpowiedni projekt i zbudowanie kompletnego systemu plazmowego, który można bezpośrednio zintegrować z robotem czyszczącym.

Thomas cieszy się z udanego rozwoju. „Miło jest móc w niewielkim stopniu przyczynić się do tego, aby czyszczenie i dezynfekcja powierzchni, szczególnie w obecnym czasie, były bardziej efektywne i bezpieczne” — wyjaśnia. „Rezultatem naszych badań jest całkowicie autonomiczny system plazmowy z zintegrowanym generatorem oraz odciągiem z filtrem ozonowym, który dzięki modułowej budowie można łatwo zastosować w różnych robotach czyszczących.” Czyszczenie i dezynfekcja powierzchni, zwłaszcza w pomieszczeniach zamkniętych, stanowi ważne pole badań w Fraunhofer IST. Rynki obejmują m.in. wnętrza pojazdów i środków transportu oraz pomieszczenia w wrażliwej infrastrukturze, takiej jak szpitale czy placówki opiekuńcze.

Projekt

Projekt „MobDi” jest częścią programu działań „Fraunhofer vs. Corona” realizowanego przez Towarzystwo Fraunhofer, które wspiera jeszcze wiele innych inicjatyw w walce z pandemią.