p Eles estouram de bolhas de banheiro, nadar na água potável, espalhar através da tosse. Minúsculos micróbios infecciosos - desde o vírus que causa COVID-19 até bactérias transmitidas pela água - matam milhões de pessoas em todo o mundo a cada ano. Agora os engenheiros estão estudando como as superfícies de óxido de zinco e a agitação hidrodinâmica natural têm o poder de matar os patógenos primeiro. p “A contaminação bacteriana de superfícies comuns e de água potável tem sido tradicionalmente as principais vias de infecção para transmissão de doenças graves, muitas vezes levando à mortalidade, "disse Abinash Tripathy, pesquisador em engenharia mecânica e de processo na ETH Zurich. "Nosso objetivo era projetar uma superfície que pudesse resolver os dois problemas."

p Seu grupo submergiu zinco limpo em água quente por 24 horas, que formou uma superfície de óxido de zinco coberta por nanagulhas afiadas. Em seguida, eles introduziram a bactéria E. coli.

p A superfície mata quase todas as bactérias cultivadas em cima dela de forma muito eficiente. E a maior surpresa? Ao sentar em água contaminada, a superfície mata todas as E. coli transmitidas pela água em três horas - até mesmo bactérias que ela não tocou.

p Essa desinfecção da água à distância funciona porque o processo gera uma espécie reativa de oxigênio, que danifica as paredes celulares das bactérias. O grupo da ETH Zurique, IIT Ropar Índia, e Empa, Suíça, apresentaram suas descobertas iniciais na 73ª Reunião Anual da Divisão de Dinâmica de Fluidos da American Physical Society.

p Nos países do Sudeste Asiático e da África, onde a água potável é escassa, os métodos atuais de desinfecção solar da água levam até 48 horas e requerem uma intensidade mínima de luz solar. A nova superfície de óxido de zinco acelera o processo de desinfecção e não precisa de luz.

p “Esta superfície pode ser usada para desinfetar água em áreas remotas a um custo muito baixo, "disse Tripathy." A técnica de fabricação é ecologicamente correta, simples, e econômico. "

p Patógenos de superfície e transmitidos pela água não são os únicos assassinos. Como a pandemia COVID-19 reforçou, vírus e bactérias transportados pelo ar representam um sério desafio global para a desinfecção.

p As próprias gotículas que transportam os patógenos pelo ar podem desempenhar um papel em destruí-los. Nos microssegundos que as gotículas levam para se formar, seus fluidos se reorganizam rapidamente - estressando os micróbios internos.

p "Pense em um balde com um peixe dentro. Imagina-se que se você começar a bater o fluido no balde muito rapidamente, o peixe não vai ficar muito feliz, "disse Oliver McRae, um engenheiro mecânico. "É um tipo de coisa semelhante - embora muito, escala muito menor - quando você tem, dizer, um patógeno em uma gota. Eventualmente, o fluido vai se agitar demais para que a bactéria ou vírus sobrevivam. "

p McRae e uma equipe da Universidade de Boston e dos Centros para Controle e Prevenção de Doenças estavam estudando como a agitação hidrodinâmica funciona quando bolhas ambientais produzem gotículas. Após o início da pandemia, eles começaram a modelar gotículas semelhantes às produzidas pelos pulmões e pelo trato respiratório.

p Usando a dinâmica de fluidos computacional, a equipe previu como a agitação funciona durante a formação do aerossol. Eles descobriram que os estressores são muito sensíveis ao tamanho das gotas. Se a gota encolher ou crescer em uma ordem de magnitude, os estressores mudam em duas ordens e meia de magnitude.

p A pesquisa pode ajudar a explicar por que os patógenos sobrevivem em algumas gotículas e não em outras.

p "Nosso foco tem sido quantificar quais são os estressores nessas gotículas, "disse McRae." Esperançosamente, isto será usado no futuro como parte de um modelo maior para prever a transmissão de doenças por aerossol. "