مهندسان نمونهٔ اولیهٔ «تفنگ لباسشویی پلاسما» را ساختند
گروهی از مهندسان دانشگاه آلاباما در هانتسویل همراه با مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا نمونهٔ اولیهای توسعه دادهاند که با تابش پلاسما به بافت پارچه، بار میکروبی را کاهش داده و لباسها را ضدعفونی میکند. این دستگاه که شبیه یک خودکار طراحی شده، پلاسما با رنگ بنفش تولید میکند و هر بار قادر به پوشش حدود 1 سانتیمتر مربع از سطح پارچه است.
اهمیت برای مأموریتهای طولانیمدت
در مأموریتهای کوتاهمدت میتوان لباسهای کثیف را به زمین بازگرداند یا در جو رها کرد، اما در سفرهای چندماهه مانند مأموریت به مریخ، تأمین آب و فضای ذخیرهسازی محدود است. تفنگ لباسشویی پلاسما امکان کنترل میکروبی سطوح نرم را بدون نیاز به مایعات شوینده یا مصرف بالای مواد مصرفی فراهم میکند و میتواند در صرفهجویی منابع حیاتی مأموریتهای بلندمدت مؤثر باشد.
چگونه پلاسما باکتریها را از بین میبرد
پلاسما مجموعهای از ذرات باردار، یونها و الکترونهاست. آنچه این دستگاه تولید میکند پلاسما سرد است و دمایی نزدیک به دمای اتاق دارد. الکترونهای پرانرژی با مولکولهای هوا (مثل O2 و H2O) واکنش داده و گونههای اکسیدکنندهای مانند اوزون (O3) پدید میآورند؛ این گونهها به غشاهای سلولی میکروبها حمله کرده و آنها را غیرفعال میکنند. برای مروری فنی میتوان به صفحهٔ ویکیپدیا دربارهٔ پلاسما (فیزیک) مراجعه کرد.
نتایج آزمایشها و مزایا
- در آزمایشهای اولیه، نمونهٔ خودکارشکل بیش از 75٪ کلونیهای اسپور روی قطعات پارچه را کاهش داد.
- فناوری از هوای داخل فضاپیما و بخار آب موجود برای تولید پلاسما استفاده میکند، بنابراین نیاز به حمل مواد شیمیایی پاککننده کاهش مییابد.
- کاهش جرم و مصرف منابع برای مأموریتهایی که تأمین مجدد دشوار است، ازجمله سفرهای میانسیارهای، اهمیت عملی دارد.
مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا در توسعه و آزمایش این فناوری مشارکت داشته است. اطلاعات بیشتر دربارهٔ فعالیتهای این مرکز در صفحهٔ رسمی ناسا مارشال موجود است.
محدودیتها و چالشهای فنی
تفنگ لباسشویی پلاسما هنوز جایگزین کامل ماشین لباسشویی نیست. در وضعیت کنونی:
- توان حذف لکههای عمیق مانند قهوه یا لکهٔ چمن محدود است.
- پوشش یک سانتیمتر مربعی در هر شلیک برای پاکسازی کامل یک لباس ناکافی است؛ توسعهٔ نمونههای بزرگتر و با سرعت پوشش بیشتر در دستور کار است.
- اوزون تولیدی میتواند در غلظت بالا برای انسان مضر باشد؛ بنابراین نیاز به سیستمهای فیلتراسیون یا واکنشزدا وجود دارد.
- تأثیرات بلندمدت پلاسما روی بافت و دوام الیاف باید بهدقت بررسی شود.
مقایسه با راهکارهای موجود در مدار
تحقیقات روی شستوشوی لباس در فضا ادامه دارد: فضانوردان در ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS) شویندههایی با مصرف آب پایین را آزمایش کردهاند و دیگر برنامههای فضایی نیز دستگاههای کمآب را توسعه دادهاند. تفنگ لباسشویی پلاسما روشی جایگزین است که عمدتاً روی ضدعفونی میکروبی و کاهش مصرف منابع تمرکز دارد، نه جایگزینی کامل برای پاکسازی مکانیکی و شیمیایی لکهها.
چشمانداز و کاربردهای آتی
با ارتقای اندازهٔ نفوذی و نرخ پوشش و حل مسئلهٔ اوزون، تفنگ لباسشویی پلاسما میتواند به ابزاری چندمنظوره در مأموریتهای بلندمدت تبدیل شود: حفظ سلامت فردی، استریل ابزار حساس و آمادهسازی لباسهای خروج به محیطهای بیگانه. چند جهت تحقیق فوری عبارتاند از:
- افزایش ناحیهٔ تحت پوشش و سرعت پردازش سطوح پارچهای
- طراحی فیلترها یا واکنشزداهای اوزون سازگار با فضاپیما
- مطالعات دوام و تغییرات مکانیکی و شیمیایی الیاف پس از درمان پلاسما
منابع و مرجعهای مرتبط: مرورهای علمی و صفحات تخصصی در ویکیپدیا (پلاسما) و منابع ناسا اطلاعات تکمیلی دربارهٔ خواص پلاسما و کاربردهای ضدعفونیسازی ارائه میدهند.
