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プラズマでペットボトルや飲食物のバクテリアを除去

KAISTとソウル大チーム、バイオフィルム除去技術を開発


KAIST(シン・ソンチョル総長)は物理学科のチェ・ウォンホ教授とソウル大学校のチョ・チョルフン教授共同研究チームが大気圧の低温プラズマによりペットボトル、飲食物などに存在する大腸菌、バクテリアなどの一名「バイオフィルム」を容易に除去できる技術を開発したと1月23日に発表した。

大気圧プラズマは大気中にさまざまな形態でプラズマや2次生成物を放出する。プラズマの一種である稲妻を通じて空気中の窒素が窒素化合物になり地中に染み込んで土壌を肥沃にするのが代表的な事例。

世界各国でプラズマを活用するための研究が活発に進められており、最近では医療、食品、農業などの分野で殺菌のために大気圧プラズマが利用されている。しかし大気圧プラズマから発生する活性種の種類、密度、役割などはよく分かっておらず技術の利用に限界があった。

研究チームはプラズマを水で処理して水溶液にし、大腸菌、サルモネラ、リステリアなど有害な微生物が幾重にも重なって膜を形成している状態を指す「バイオフィルム」を除去する方法を開発した。

プラズマを処理する際に発生する活性種は水酸基(ヒドロキシ基、-OH)、オゾン、過酸化水素、亜硝酸イオン、活性酸素など。

研究チームはこのうち水酸基が他の活性種に比べて100分の1から1万分の1の低い濃度でも酸化力が高くバイオフィルム除去に大きな効果があることを確認した。またオゾン、過酸化水素、亜硝酸イオンなどについてもバイオフィルムを除去する機能があることを定量的に証明した。研究チームは今後の研究を通じてプラズマで最大限多量の水酸基を製造する技術を開発して商用化につなげたいとしている。

研究に当ったチェ教授は「研究結果はプラズマ制御技術とプラズマ-微生物間の物理化学的相互作用を理解するのに役立つだろう。医学、農業、食品などの分野でプラズマ技術活用が加速化するものと期待している」と述べた。チェ教授は2013年にプラズマ発生が可能な包装材を特許登録し民間企業に技術移転していた。

研究結果は材料分野の国際学術誌『ACS Advanced Materials & Interfaces』に2017年12月20日付で掲載された。




[2018-01-25]

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