Российские исследователи использовали свет в борьбе с коронавирусом.

Российские ученые разработали новый метод борьбы с вирусами, применяя резонансное воздействие электромагнитного ультрафиолетового (УФ-С) диапазона на нанобиологические структуры. Известно, что ультрафиолетовые лучи могут использоваться для дезинфекции поверхностей, однако дозы облучения, необходимые для этого, могут быть опасны для человека.

Уникальность предложенного подхода заключается в том, что вирусные образования рассматриваются как сложные нанобиологические объекты, структуры которых во многом напоминают наноантенные системы, применяемые в волновой фотонике. Эффект резонанса позволяет значительно усилить бактерицидные и вируцидные свойства УФ-С лучей, даже при использовании относительно низкой дозы облучения.

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

«Из-за случайной пространственной ориентации вирусных образований необходимо обеспечить их всестороннее облучение, что достигается с помощью комбинации положения УФС-светодиода в сферической зеркальной камере (резонаторе). Это делает процесс уничтожения вирусов более эффективным, лишая их способности к размножению. Всего одна секунда облучения может повредить генетический материал вируса, если условия облучения будут оптимальными», – пояснил 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. “Основой нового подхода являются 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. Этот метод позволяет значительно снизить необходимую дозу УФ-С излучения, делая его безопасным для человека и одновременно значительно увеличивая защитные свойства против различных патогенов, включая SARS-CoV-2. Более того, облучение вирусов УФС-излучением может активировать иммунную систему человека, создавая эффект, аналогичный реакции после вакцинации, что дополнительно снижает риск заражения другими инфекциями.

«Наша главная задача – 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.