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Le premier papier plasma désinfectant - Par : Hanen Hattab,

Le premier papier plasma désinfectant


Hanen Hattab
Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

On n’attendra plus que les uniformes et les accessoires que nous portons dans les laboratoires soient sales pour les décontaminer. Une équipe de chercheurs de la State University, au New Jersey, et de l’Université de Floride à Gainesville, a créé un dispositif à base de papier capable de s’autodésinfecter en tuant les bactéries par l’action de la matière excitée.

Un état plasma décontaminant

L’équipe, dirigée par Aaron Mazzeo, professeur assistant au Department of Mechanical and Aerospace Engineering Rutgers, a constaté que lorsqu’une haute tension était appliquée sur des feuilles empilées de papier métallisé, un état plasma était engendré. Le plasma, découvert par le chimiste et physicien Irving Langmuir en 1928, est le quatrième état de la matière, les autres étant les états solide, liquide et gazeux. Il s’agit d’un état de la matière constituée de particules chargées, d’ions et d’électrons qui errent loin de leurs atomes d’origine, provoqué par une énergie thermique ou électrique.

L’état plasma

L’état plasma généré dans le papier créé par l’équipe est capable de désactiver 99 % des bactéries Saccharomyces cerevisiae et Escherichia coli en 30 secondes de traitement. La bactérie E. coli est l’une des espèces de microbes les plus prolifiques sur la planète. La plupart des souches sont inoffensives et beaucoup contribuent à la santé de l’intestin humain. Par contre, les types d’ E. coli néfastes peuvent causer de la diarrhée, de la pneumonie, des infections des voies urinaires et d’autres maladies mortelles. Selon Qiang Richard Chen, doctorant au Département de biologie végétale de l’École des sciences environnementales et biologiques de Rutgers, les résultats des tests préliminaires du papier désinfectant ont montré qu’il est aussi capable de tuer les spores des bactéries, qui sont difficiles à éliminer en utilisant des méthodes classiques de stérilisation.

Application et fonctionnement

Cette étude est intitulée « Paper-based plasma sanitizers ». Elle a été coécrite par Jingjin Xiea, Qiang Chenb, Poornima Suresha, Subrata Royc, James F. Whiteb et Aaron D. Mazzeoa. Elle a été publiée le 1er  mai 2017 dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

Dans l’article, l’équipe explique la méthode de conception de ce dispositif dont le fonctionnement ne nécessite pas le recours à un gaz particulier pour provoquer l’état plasma. En outre, elle montre que cette technologie est capable d’épouser les formes des surfaces courbes et peut être adaptée aux structures extensibles de type kirigami. La technologie est notamment compatible avec les interfaces utilisateur et permet aussi de désinfecter des surfaces pulvérisées de microbes. Ce type de générateur de plasma jetable représente une avancée vers des dispositifs biodégradables fabriqué à partir de matériaux renouvelables et souples. Cette technologie révolutionnera la conception future de vêtements de protection et de capteurs imitant la peau pour les robots et les prothèses employés dans des environnements contaminés.

Le matériau est composé de deux couches de papier. La première est stratifiée de fibres de cellulose et de trois couches de polymères qui enchâssent une mince épaisseur d’aluminium appliquée par évaporation sous vide. Cette première couche est reliée à une couche supérieure de papier par un adhésif. Le papier de la couche supérieure est recouvert d’une encre conductrice en argent, épousant les motifs de cellules hexagonales. L’état plasma est généré lorsqu’une charge électrique, de tension oscillant de ± 1 à ± 10 kV, ionise l’air provoquant une combinaison de chaleur, de rayonnement ultraviolet et d’ozone qui tue les microbes sur la surface et à l’intérieur du dispositif.

La nature fibreuse du papier et son intérieur poreux fournissent une grande surface de contact avec l’air. Celui-ci contribue à maintenir l’état plasma tout en permettent le refroidissement de l’ensemble du dispositif.

Le papier désinfecte les surfaces grâce à un plasma

Perspectives

L’équipe continue cette recherche en visant à produire des dispositifs biomimétiques qui imitent la façon dont la peau nous protège contre les microbes et les bactéries, et ce, en intégrant des capteurs qui effectueront des mesures relatives au toucher, à la pression, à la température et à l’humidité. Ils seront capables de mesurer les ondes cérébrales et la sueur afin de déterminer le déclenchement des états de vigilance et de stress. Il sera possible de fait de créer des dispositifs électroniques qui connectent les machines aux humains. En outre, ces détecteurs pourront servir à concevoir des housses pour prothèses, parois de bâtiments ou surfaces de véhicules, permettant de stériliser des machines, des robots ou des équipements avant qu’ils ne pénètrent dans des zones contaminées et à nouveau, lorsqu’ils en sortent. De même, des cycles de nettoyage des parois architecturales pourraient être programmés en continu afin d’éviter le passage des microbes.

Hanen Hattab

Profil de l'auteur(e)

Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

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