Российские ученые поборолись с коронавирусом с помощью света

Российские ученые предложили новый подход для борьбы с вирусами, используя резонансное воздействие электромагнитного ультрафиолетового (УФ-С) диапазона на нанобиологические структуры. О том, что лучи ультрафиолета можно использовать для обеззараживания поверхностей известно давно, однако дозы необходимого облучения опасны для человека.

Особенность разработанного подхода — то, что вирусные образования рассматриваются как сложные нанобиологические объекты, структуры которых в значительной степени напоминает наноантенные системы, используемые в волновой фотонике. Явление резонанса позволяет на порядки усилить бактерицидное и вируцидное действие УФ-С лучей даже при использовании достаточно низкой дозы облучения.  

Основной принцип заключается в том, что внешнее электрическое поле вызывает резонансные синхронные колебания плазмонов в наноструктуре вируса и при достаточной интенсивности приводит к разрушению в белковой структуры  ДНК и РНК вируса. Эффективность резонансного воздействия зависит от совпадения векторов направленности электромагнитного излучения и нано антенных отростков  (антенн) вирусных образований.

«Учитывая случайную пространственную ориентацию положения вирусных образований, требуется обеспечить их всестороннее облучение, что обеспечивается комбинацией положения УФС-светодиода в сферической зеркальной камере (резонаторе), что делает процесс разрушения вирусов более эффективным, делая их неспособным к размножению. Всего одна секунда облучения может повредить генетический материал вируса, если условия облучения будут правильными», – объяснил Владимир Матюхин, директор Научно-инновационного инженерного центра «Силовой адаптивной фотонике и солнечной аэрокосмической энергетики»  РТУ МИРЭА.

 Резонансное взаимодействие усиливает сигнал, распространяя его по всей структуре вируса, что многократно увеличивает эффект разрушения. “В основу нового подхода положены принципы резонансного взаимодействия электромагнитного излучения с нано биологическими объектами в оптических резонаторах. Резонатор представляет собой перфорированную сфероидальную конструкцию с внутренним зеркальным отражением”, – рассказывает президент РТУ МИРЭА, академик РАН Александр Сигов.

 Для повышения эффективности используется специальный зеркальный резонатор, который помогает равномерно распределить излучение и усилить его эффект. Такой метод позволяет на порядки снизить необходимую дозу УФ-С излучения, делая его безопасным для человека и в тоже время значительно повышая эффективность защиты человека  от различных патогенов, включая SARS-CoV-2. Кроме того, облучение вирусов УФС-излучением может стимулировать иммунную систему человека, создавая эффект, похожий на реакцию после вакцинации, что дополнительно снижает риск заражения другими инфекциями.

«Наша конечная цель создать высокоэффективную и безопасную защитную маску для индивидуальной защиты людей от вирусов и других патогенных образований», – уточнил Владимир Матюхин, директор Научно-инновационного инженерного центра «Силовая адаптивная фотоника и солнечная аэрокосмическая энергетика» РТУ МИРЭА.

Доклад представлен на Международной научно-технической конференции ИПТИП РТУ МИРЭА.

РТУ МИРЭА

40 статей

МИРЭА — Российский технологический университет (РТУ МИРЭА́) — высшее учебное заведение в Москве, которое образовано в в результате объединения МИРЭА, МГУПИ, МИТХТ имени М. В. Ломоносова. В университете ведется подготовка по по 112 направлениям и специальностям в сферах IT, компьютерной безопасности, электроники, радиотехники, робототехники, химии, биотехнологий и так далее. В РТУ МИРЭА создано более 20 универсальных научно-технических центров — мегалабораторий. В вузе обучается более 26 тысяч студентов. Университет является участником программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Показать больше