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射频工程在新型灭菌技术中遇到了病毒学

2020/12/21 11:55:29
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  PPE的现有灭菌方法(例如干热和紫外线杀菌)至少需要30分钟才能有效地对静态物体进行灭菌。微波辐射有可能极大地提高对该关键设备进行消毒和安全重复使用的速度,但是对于实际应用该技术而言,仍然存在许多技术挑战。


  位于纽约的Resonō初创公司正在利用RF工程技术开发世界上最快,最有效和最安全的杀菌技术,而Mini-Circuits在支持其研发工作中发挥了很小的作用。


  在三月份的COVID-19大流行初期,一线医疗人员的个人防护装备(PPE)严重短缺,在国家新闻中占据头条。加强安全装备全球供应链和提高生产能力的努力得到了广泛宣传:特朗普总统启动了国防生产法,联邦政府从战略国家储备中分发了口罩和其他设备。Mini-Circuits自己的团队成员参加了公司的初级领导力发展计划,组织了一个救济基金来支持AFYA基金会,该基金会是一个非营利性组织,致力于向纽约市地区的医院和医疗机构采购和分发PPE。同时,医生和护士每天都会在可能危及患者健康和进一步传播病毒的条件下照顾患者。


  为了挽救生命并与疾病作斗争,世界上一些最杰出的科学家和工程师开始致力于促进疾病的治疗和预防的创新。尽管开发疫苗和更快,更有效的测试的努力已成为中心阶段,但用于医疗设备,表面和其他物体(包括PPE)灭菌的新技术也已具有新的重要性。


  胡浩(Hao Hu)是总部位于纽约的初创公司Resonō的创始人,该公司开发了射频消毒技术,以保护公共场所和社区免受COVID-19和其他病毒的侵害。该公司的专有技术来自于射频工程,病毒学和物理学之间的交叉授粉。在与一位在纽约市一家大型医院担任病毒学家的朋友交谈后,胡锦涛了解到,个人防护装备的问题不仅在于难以找到稳定的供应来源,而且还在于现有工艺的低效清洗和消毒PPE安全有效地重复使用。


射频工程在新型灭菌技术中遇到了病毒学

  胡浩是泽西微波(Jersey Microwave)的业务主管,也是纽约市初创企业Resonō的创始人。


  胡锦涛在接受Zoom采访时说:“医疗保健系统已经有很多(用于灭菌)的选择–紫外线杀菌灯,蒸汽,干热。” “但是,当您深入研究时,您会意识到所有这些过程都需要大量时间才能生效。不会降低PPE性能的最快的可用技术是UVC和干热,但是据记录,两种方法均有效,至少要花费半小时,这不可行,这是有效的。


  Hu与病毒学家朋友和泽西微波公司(Jersey Microwave)的两名高级工程师合作,泽西微波公司目前是通信技术的开发商,目前他是该公司的运营部负责人,探讨是否可以使用RF和微波技术来实现更好,更快的解决方案。不乏研究证明微波能杀死病原体的有效性。实用上的常识是,可以通过在家用微波炉中对厨房海绵进行核对来对其进行消毒。但是对于在现实医疗环境中的SARS-CoV-2这样的病毒,其标准更高,而且解决方案并非如此简单。


  “您的家用微波辐射频率为2.4 GHz,”胡说。“但是我们都知道,当您将某些东西放进微波炉,打开并忘记时会发生什么。事情着火了。因此,我们进行了一些研究,以查看射频频谱中还有哪些其他选项可能对此应用有用,并且通过进行一些试验,我们能够确定理想的频率和功率要求。”


  胡和他的合伙人在五月份的纽约第一波高峰时,就与Resonō的技术进行概念的初步验证,当时他与纽约州Syosset的Spectrum Sales的Mini-Circuits销售代表David Stein取得了帮助。他们已构建了大部分系统,但仍需要合适的宽带放大器作为驱动器,以驱动信号链中更强大的功率放大器。斯坦因(Stein)审查了要求并推荐了Mini-Circuits的ZVE-3W-183 +,这是一款A类四级放大器,能够在5.9至18 GHz频率范围内提供高达3W的输出功率。


射频工程在新型灭菌技术中遇到了病毒学

  微型电路ZVE-3W-183 +放大器作为Resonō的初步概念证明的样本提供。


  由于Mini-Circuits与Jersey Microwave的长期合作以及这一特殊项目的紧迫性,Stein安排Hu和他的团队免费对放大器进行采样。


  胡说:“我们之前曾与Mini-Circuits和其他公司合作过许多抽样机会,但我想说,当我不得不将与Mini-Circuits的工作与其他公司进行比较时,你们是最容易使用。David [Stein]在帮助我们处理这种关系方面发挥了巨大的作用,但我们对你们的反应如此迅速,以及您对讨论各种合作机会的敏捷程度和开放态度感到非常满意。”


  Resonō现在正在努力进一步发展概念的初步证明,并将其微型化为便携式系统,该系统可用于消毒PPE等静态物体以及表面甚至空气,其消毒速度比任何现有技术都要快。


  将RF和微波能量用于加热和消毒是新兴RF能量市场中应用的一个示例。虽然Mini-Circuits在支持Resonō的概念验证中的作用涉及较低功率水平的信号处理,但Mini-Circuits的功率放大器设计团队正在RI的林肯市工作,目前正在开发一条新的固态功率放大器产品线,该产品线最终将扩展到千瓦范围。新产品线将支持RF能源领域中的各种医疗,工业和商业应用,因此,尽管Resonō的卓越技术是我们在此展示的同类产品中的第一个,但它并不是最后一个。


  Mini-Circuits自豪地在支持Resonō提供最有效,最快和最安全的消毒技术的使命中发挥了很小的作用,我们祝愿他们在不断的开发工作中取得成功。


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