Nature.com ని సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ వెర్షన్ పరిమిత CSS మద్దతును కలిగి ఉంది. ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు నవీకరించబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాలని మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము (లేదా ఇంటర్నెట్ ఎక్స్‌ప్లోరర్‌లో అనుకూలత మోడ్‌ను నిలిపివేయండి). ఈలోగా, నిరంతర మద్దతును నిర్ధారించడానికి, మేము సైట్‌ను శైలులు మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా రెండర్ చేస్తాము.
ఇటీవల, కృత్రిమ నీటి నానోస్ట్రక్చర్లను (EWNS) ఉపయోగించి నానోటెక్నాలజీ ఆధారంగా రసాయన రహిత యాంటీమైక్రోబయల్ ప్లాట్‌ఫామ్ అభివృద్ధి చేయబడింది. EWNSలు అధిక ఉపరితల ఛార్జ్‌ను కలిగి ఉంటాయి మరియు రియాక్టివ్ ఆక్సిజన్ జాతులు (ROS)తో సంతృప్తమవుతాయి, ఇవి ఆహారసంబంధమైన వ్యాధికారకాలతో సహా అనేక సూక్ష్మజీవులతో సంకర్షణ చెందగలవు మరియు నిష్క్రియం చేయగలవు. సంశ్లేషణ సమయంలో వాటి లక్షణాలను చక్కగా ట్యూన్ చేయవచ్చు మరియు వాటి యాంటీ బాక్టీరియల్ సామర్థ్యాన్ని మరింత పెంచడానికి ఆప్టిమైజ్ చేయవచ్చు అని ఇక్కడ చూపబడింది. సంశ్లేషణ పారామితులను మార్చడం ద్వారా EWNS యొక్క లక్షణాలను చక్కగా ట్యూన్ చేయడానికి EWNS ప్రయోగశాల ప్లాట్‌ఫామ్ రూపొందించబడింది. ఆధునిక విశ్లేషణాత్మక పద్ధతులను ఉపయోగించి EWNS లక్షణాల (చార్జ్, పరిమాణం మరియు ROS యొక్క కంటెంట్) లక్షణం. అదనంగా, ఎస్చెరిచియా కోలి, సాల్మొనెల్లా ఎంటెరికా, లిస్టెరియా ఇన్నోక్యుయస్, మైకోబాక్టీరియం పారాయాక్సిడెంటమ్ మరియు సాచరోమైసెస్ సెరెవిసియా వంటి ఆహారసంబంధమైన సూక్ష్మజీవులకు వ్యతిరేకంగా వాటి సూక్ష్మజీవుల నిష్క్రియాత్మక సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేశారు. ఇక్కడ సమర్పించబడిన ఫలితాలు సంశ్లేషణ సమయంలో EWNS యొక్క లక్షణాలను చక్కగా ట్యూన్ చేయవచ్చని, ఫలితంగా నిష్క్రియాత్మక సామర్థ్యంలో ఘాతాంక పెరుగుదల ఉంటుందని నిరూపిస్తున్నాయి. ముఖ్యంగా, ఉపరితల ఛార్జ్ నాలుగు రెట్లు పెరిగింది మరియు రియాక్టివ్ ఆక్సిజన్ జాతులు పెరిగాయి. సూక్ష్మజీవుల తొలగింపు రేటు సూక్ష్మజీవులపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు 40,000 #/cc EWNS ఏరోసోల్ మోతాదుకు 45 నిమిషాలు బహిర్గతం అయిన తర్వాత 1.0 నుండి 3.8 లాగ్ వరకు ఉంటుంది.
సూక్ష్మజీవుల కాలుష్యం అనేది వ్యాధికారక క్రిములు లేదా వాటి విషపదార్థాలను తీసుకోవడం వల్ల కలిగే ఆహార సంబంధిత అనారోగ్యానికి ప్రధాన కారణం. యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో మాత్రమే, ఆహార సంబంధిత అనారోగ్యం ప్రతి సంవత్సరం దాదాపు 76 మిలియన్ల అనారోగ్యాలకు, 325,000 మంది ఆసుపత్రిలో చేరడానికి మరియు 5,000 మరణాలకు కారణమవుతుంది. అదనంగా, యునైటెడ్ స్టేట్స్ డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ అగ్రికల్చర్ (USDA) అంచనా ప్రకారం తాజా ఉత్పత్తుల వినియోగం పెరగడం యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో నివేదించబడిన అన్ని ఆహార సంబంధిత అనారోగ్యాలలో 48%కి కారణమని అంచనా వేసింది2. యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో ఆహార సంబంధిత వ్యాధికారకాల వల్ల కలిగే వ్యాధి మరియు మరణాల ఖర్చు చాలా ఎక్కువగా ఉంది, సెంటర్స్ ఫర్ డిసీజ్ కంట్రోల్ అండ్ ప్రివెన్షన్ (CDC) అంచనా ప్రకారం సంవత్సరానికి US$15.6 బిలియన్లకు పైగా ఉంటుంది3.
ప్రస్తుతం, ఆహార భద్రతను నిర్ధారించడానికి రసాయన4, రేడియేషన్5 మరియు థర్మల్6 యాంటీమైక్రోబయల్ జోక్యాలు ఉత్పత్తి గొలుసు వెంట పరిమిత క్రిటికల్ కంట్రోల్ పాయింట్ల (CCPలు) వద్ద (సాధారణంగా పంట తర్వాత మరియు/లేదా ప్యాకేజింగ్ సమయంలో) నిరంతరం కాకుండా నిర్వహించబడుతున్నాయి. అందువల్ల, అవి క్రాస్-కాలుష్యానికి గురవుతాయి. 7. ఆహార సంబంధిత అనారోగ్యం మరియు ఆహారం చెడిపోవడాన్ని బాగా నియంత్రించడానికి పర్యావరణ ప్రభావం మరియు ఖర్చులను తగ్గించేటప్పుడు పొలం నుండి టేబుల్ వరకు నిరంతరాయంగా వర్తించే యాంటీమైక్రోబయల్ జోక్యాలు అవసరం.
ఇటీవల, కృత్రిమ నీటి నానోస్ట్రక్చర్‌లను (EWNS) ఉపయోగించి ఉపరితల మరియు గాలిలో ఉండే బ్యాక్టీరియాను నిష్క్రియం చేయగల రసాయన రహిత, నానోటెక్నాలజీ ఆధారిత యాంటీమైక్రోబయల్ ప్లాట్‌ఫామ్ అభివృద్ధి చేయబడింది. EWNS రెండు సమాంతర ప్రక్రియలను ఉపయోగించి సంశ్లేషణ చేయబడింది, ఎలక్ట్రోస్ప్రే మరియు నీటి అయనీకరణ (Fig. 1a). మునుపటి అధ్యయనాలు EWNS ప్రత్యేకమైన భౌతిక మరియు జీవ లక్షణాలను కలిగి ఉన్నాయని చూపించాయి8,9,10. EWNS ప్రతి నిర్మాణానికి సగటున 10 ఎలక్ట్రాన్‌లను మరియు సగటు నానోస్కేల్ పరిమాణం 25 nm (Fig. 1b,c)8,9,10. అదనంగా, ఎలక్ట్రాన్ స్పిన్ రెసొనెన్స్ (ESR) EWNS పెద్ద మొత్తంలో రియాక్టివ్ ఆక్సిజన్ జాతులు (ROS), ప్రధానంగా హైడ్రాక్సిల్ (OH•) మరియు సూపర్ ఆక్సైడ్ (O2-) రాడికల్‌లను కలిగి ఉందని చూపించింది (Fig. 1c)8. EVNS చాలా కాలం పాటు గాలిలో ఉంటుంది మరియు గాలిలో నిలిపివేయబడిన మరియు ఉపరితలంపై ఉన్న సూక్ష్మజీవులతో ఢీకొనగలదు, వాటి ROS పేలోడ్‌ను అందిస్తుంది మరియు సూక్ష్మజీవుల నిష్క్రియాత్మకతకు కారణమవుతుంది (Fig. 1d). ఈ ప్రారంభ అధ్యయనాలు EWNS ఉపరితలాలపై మరియు గాలిలో మైకోబాక్టీరియాతో సహా వివిధ గ్రామ్-నెగటివ్ మరియు గ్రామ్-పాజిటివ్ బ్యాక్టీరియాలతో సంకర్షణ చెందగలదని మరియు నిష్క్రియం చేయగలదని కూడా చూపించాయి. ట్రాన్స్మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ కణ త్వచం యొక్క అంతరాయం వల్ల నిష్క్రియం జరిగిందని చూపించింది. అదనంగా, తీవ్రమైన ఉచ్ఛ్వాస అధ్యయనాలు EWNS యొక్క అధిక మోతాదులు ఊపిరితిత్తులకు నష్టం లేదా వాపును కలిగించవని చూపించాయి 8.
(ఎ) ద్రవం కలిగిన కేశనాళిక గొట్టం మరియు కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ మధ్య అధిక వోల్టేజ్ ప్రయోగించినప్పుడు ఎలక్ట్రోస్ప్రే జరుగుతుంది. (బి) అధిక పీడనం యొక్క అనువర్తనం రెండు వేర్వేరు దృగ్విషయాలకు దారితీస్తుంది: (i) నీటిని ఎలక్ట్రోస్ప్రే చేయడం మరియు (ii) EWNSలో చిక్కుకున్న రియాక్టివ్ ఆక్సిజన్ జాతులు (అయాన్లు) ఏర్పడటం. (సి) EWNS యొక్క ప్రత్యేక నిర్మాణం. (డి) వాటి నానోస్కేల్ స్వభావం కారణంగా, EWNSలు అత్యంత మొబైల్ మరియు గాలిలో వ్యాపించే వ్యాధికారకాలతో సంకర్షణ చెందుతాయి.
తాజా ఆహారం యొక్క ఉపరితలంపై ఆహారసంబంధ సూక్ష్మజీవులను నిష్క్రియం చేయడానికి EWNS యాంటీమైక్రోబయల్ ప్లాట్‌ఫామ్ యొక్క సామర్థ్యం కూడా ఇటీవల ప్రదర్శించబడింది. EWNS యొక్క ఉపరితల ఛార్జ్‌ను విద్యుత్ క్షేత్రంతో కలిపి లక్ష్య డెలివరీని సాధించడానికి ఉపయోగించవచ్చని కూడా చూపబడింది. అంతేకాకుండా, E. coli మరియు Listeria 11 వంటి వివిధ ఆహారసంబంధ సూక్ష్మజీవులు గమనించబడినప్పుడు, 90 నిమిషాల EWNS వద్ద బహిర్గతం అయిన తర్వాత సేంద్రీయ టమోటాలకు ప్రాథమిక ఫలితాలు ప్రోత్సాహకరంగా ఉన్నాయి. అదనంగా, ప్రాథమిక ఆర్గానోలెప్టిక్ పరీక్షలు నియంత్రణ టమోటాలతో పోలిస్తే ఎటువంటి ఇంద్రియ ప్రభావాలను చూపించలేదు. ఈ ప్రారంభ నిష్క్రియాత్మక ఫలితాలు 50,000#/cc యొక్క చాలా తక్కువ EWNS మోతాదులలో కూడా ఆహార భద్రతా అనువర్తనాలకు ప్రోత్సాహకరంగా ఉన్నప్పటికీ. చూడండి, సంక్రమణ మరియు చెడిపోయే ప్రమాదాన్ని మరింత తగ్గించడానికి అధిక నిష్క్రియాత్మక సంభావ్యత మరింత ప్రయోజనకరంగా ఉంటుందని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది.
ఇక్కడ, సంశ్లేషణ పారామితులను చక్కగా ట్యూన్ చేయడానికి మరియు EWNS యొక్క భౌతిక రసాయన లక్షణాలను ఆప్టిమైజేషన్ చేయడానికి మరియు వాటి యాంటీ బాక్టీరియల్ సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి EWNS జనరేషన్ ప్లాట్‌ఫామ్ అభివృద్ధిపై మా పరిశోధనను కేంద్రీకరిస్తాము. ముఖ్యంగా, ఆప్టిమైజేషన్ వాటి ఉపరితల ఛార్జ్ (లక్ష్యంగా ఉన్న డెలివరీని మెరుగుపరచడానికి) మరియు ROS కంటెంట్ (నిష్క్రియాత్మక సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి) పెంచడంపై దృష్టి పెట్టింది. ఆధునిక విశ్లేషణాత్మక పద్ధతులను ఉపయోగించి ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన భౌతిక-రసాయన లక్షణాలను (పరిమాణం, ఛార్జ్ మరియు ROS కంటెంట్) వర్గీకరించండి మరియు E. వంటి సాధారణ ఆహార సూక్ష్మజీవులను ఉపయోగించండి.
EVNS ను ఏకకాలంలో ఎలక్ట్రోస్ప్రేయింగ్ మరియు అధిక స్వచ్ఛత నీటిని (18 MΩ cm–1) అయనీకరణం చేయడం ద్వారా సంశ్లేషణ చేశారు. ఎలక్ట్రిక్ నెబ్యులైజర్ 12 సాధారణంగా ద్రవాల అటామైజేషన్ మరియు నియంత్రిత పరిమాణంలోని పాలిమర్ మరియు సిరామిక్ కణాలు 13 మరియు ఫైబర్స్ 14 సంశ్లేషణకు ఉపయోగించబడుతుంది.
మునుపటి ప్రచురణలు 8, 9, 10, 11 లలో వివరించినట్లుగా, ఒక సాధారణ ప్రయోగంలో, ఒక లోహ కేశనాళిక మరియు గ్రౌండెడ్ కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ మధ్య అధిక వోల్టేజ్ వర్తించబడింది. ఈ ప్రక్రియలో, రెండు వేర్వేరు దృగ్విషయాలు సంభవిస్తాయి: i) ఎలక్ట్రోస్ప్రే మరియు ii) నీటి అయనీకరణ. రెండు ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రం ఘనీభవించిన నీటి ఉపరితలంపై ప్రతికూల చార్జ్‌లను నిర్మించడానికి కారణమవుతుంది, ఫలితంగా టేలర్ శంకువులు ఏర్పడతాయి. ఫలితంగా, అధిక చార్జ్ చేయబడిన నీటి బిందువులు ఏర్పడతాయి, ఇవి రేలీ సిద్ధాంతంలో వలె చిన్న కణాలుగా విడిపోతూనే ఉంటాయి. అదే సమయంలో, బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రాలు కొన్ని నీటి అణువులను విభజించి ఎలక్ట్రాన్‌లను తొలగించేలా చేస్తాయి (అయనీకరణం చేస్తాయి), ఇది పెద్ద మొత్తంలో రియాక్టివ్ ఆక్సిజన్ జాతులు (ROS) ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది17. ఏకకాలంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన ROS18 EWNS (Fig. 1c)లో సంగ్రహించబడింది.
ఈ అధ్యయనంలో EWNS సంశ్లేషణలో అభివృద్ధి చేయబడిన మరియు ఉపయోగించిన EWNS జనరేషన్ వ్యవస్థను అత్తి 2a చూపిస్తుంది. మూసివేసిన సీసాలో నిల్వ చేయబడిన శుద్ధి చేసిన నీటిని టెఫ్లాన్ ట్యూబ్ (2 మిమీ లోపలి వ్యాసం) ద్వారా 30G స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ సూది (లోహ కేశనాళిక)లోకి పంపారు. నీటి ప్రవాహం సీసా లోపల గాలి పీడనం ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది, చిత్రం 2bలో చూపిన విధంగా. సూది టెఫ్లాన్ కన్సోల్‌పై అమర్చబడి ఉంటుంది మరియు కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ నుండి కొంత దూరానికి మాన్యువల్‌గా సర్దుబాటు చేయవచ్చు. కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ అనేది శాంప్లింగ్ కోసం మధ్యలో రంధ్రంతో పాలిష్ చేయబడిన అల్యూమినియం డిస్క్. కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ క్రింద అల్యూమినియం శాంప్లింగ్ ఫన్నెల్ ఉంది, ఇది శాంప్లింగ్ పోర్ట్ ద్వారా మిగిలిన ప్రయోగాత్మక సెటప్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది (Fig. 2b). శాంప్లర్ ఆపరేషన్‌కు అంతరాయం కలిగించే ఛార్జ్ బిల్డ్-అప్‌ను నివారించడానికి, అన్ని శాంప్లర్ భాగాలు విద్యుత్తుగా గ్రౌండింగ్ చేయబడతాయి.
(ఎ) ఇంజనీర్డ్ వాటర్ నానోస్ట్రక్చర్ జనరేషన్ సిస్టమ్ (EWNS). (బి) శాంప్లర్ మరియు ఎలక్ట్రోస్ప్రే యొక్క క్రాస్-సెక్షన్, అతి ముఖ్యమైన పారామితులను చూపుతుంది. (సి) బ్యాక్టీరియా నిష్క్రియం కోసం ప్రయోగాత్మక సెటప్.
పైన వివరించిన EWNS జనరేషన్ సిస్టమ్ EWNS లక్షణాల యొక్క సూక్ష్మ ట్యూనింగ్‌ను సులభతరం చేయడానికి కీలక ఆపరేటింగ్ పారామితులను మార్చగలదు. EWNS లక్షణాలను సూక్ష్మ ట్యూన్ చేయడానికి కేశనాళిక ద్వారా అనువర్తిత వోల్టేజ్ (V), సూది మరియు కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ (L) మధ్య దూరం మరియు నీటి ప్రవాహాన్ని (φ) సర్దుబాటు చేయండి. విభిన్న కలయికలను సూచించడానికి ఉపయోగించే చిహ్నం: [V (kV), L (cm)]. ఒక నిర్దిష్ట సెట్ [V, L] యొక్క స్థిరమైన టేలర్ కోన్‌ను పొందడానికి నీటి ప్రవాహాన్ని సర్దుబాటు చేయండి. ఈ అధ్యయనం యొక్క ప్రయోజనాల కోసం, కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ (D) యొక్క ఎపర్చరు వ్యాసం 0.5 అంగుళాలు (1.29 సెం.మీ) వద్ద ఉంచబడింది.
పరిమిత జ్యామితి మరియు అసమానత కారణంగా, విద్యుత్ క్షేత్ర బలాన్ని మొదటి సూత్రాల నుండి లెక్కించలేము. బదులుగా, విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని లెక్కించడానికి QuickField™ సాఫ్ట్‌వేర్ (స్వెండ్‌బోర్గ్, డెన్మార్క్)19 ఉపయోగించబడింది. విద్యుత్ క్షేత్రం ఏకరీతిగా ఉండదు, కాబట్టి కేశనాళిక కొన వద్ద ఉన్న విద్యుత్ క్షేత్రం విలువను వివిధ ఆకృతీకరణలకు సూచన విలువగా ఉపయోగించారు.
అధ్యయనం సమయంలో, టేలర్ కోన్ నిర్మాణం, టేలర్ కోన్ స్థిరత్వం, EWNS ఉత్పత్తి స్థిరత్వం మరియు పునరుత్పత్తి పరంగా సూది మరియు కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ మధ్య వోల్టేజ్ మరియు దూరం యొక్క అనేక కలయికలను అంచనా వేశారు. వివిధ కలయికలు అనుబంధ పట్టిక S1 లో చూపించబడ్డాయి.
EWNS జనరేషన్ సిస్టమ్ యొక్క అవుట్‌పుట్‌ను కణ సంఖ్య సాంద్రత కొలత కోసం స్కానింగ్ మొబిలిటీ పార్టికల్ సైజు అనలైజర్ (SMPS, మోడల్ 3936, TSI, షోర్‌వ్యూ, MN)కి నేరుగా అనుసంధానించారు, అలాగే ఏరోసోల్ కరెంట్‌ల కోసం ఏరోసోల్ ఫెరడే ఎలక్ట్రోమీటర్ (TSI, మోడల్ 3068B, షోర్‌వ్యూ, MN)కి కూడా అనుసంధానించారు. మా మునుపటి ప్రచురణలో వివరించిన విధంగా SMPS మరియు ఏరోసోల్ ఎలక్ట్రోమీటర్ రెండూ 0.5 L/min (మొత్తం నమూనా ప్రవాహం 1 L/min) ప్రవాహం రేటుతో నమూనా చేయబడ్డాయి. కణాల సంఖ్య సాంద్రత మరియు ఏరోసోల్ ప్రవాహాన్ని 120 సెకన్ల పాటు కొలుస్తారు. కొలత 30 సార్లు పునరావృతమవుతుంది. ప్రస్తుత కొలతల ఆధారంగా, మొత్తం ఏరోసోల్ ఛార్జ్ లెక్కించబడుతుంది మరియు ఎంచుకున్న మొత్తం EWNS కణాలకు సగటు EWNS ఛార్జ్ అంచనా వేయబడుతుంది. EWNS యొక్క సగటు వ్యయాన్ని సమీకరణం (1) ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు:
ఇక్కడ IEl అనేది కొలిచిన విద్యుత్తు, NSMPS అనేది SMPSతో కొలవబడిన డిజిటల్ సాంద్రత, మరియు φEl అనేది ఎలక్ట్రోమీటర్‌కు ప్రవాహ రేటు.
సాపేక్ష ఆర్ద్రత (RH) ఉపరితల ఛార్జ్‌ను ప్రభావితం చేస్తుంది కాబట్టి, ప్రయోగం సమయంలో ఉష్ణోగ్రత మరియు (RH) వరుసగా 21°C మరియు 45% వద్ద స్థిరంగా ఉంచబడ్డాయి.
EWNS పరిమాణం మరియు జీవితకాలాన్ని కొలవడానికి అటామిక్ ఫోర్స్ మైక్రోస్కోపీ (AFM), అసైలమ్ MFP-3D (అసైలమ్ రీసెర్చ్, శాంటా బార్బరా, CA) మరియు AC260T ప్రోబ్ (ఒలింపస్, టోక్యో, జపాన్) ఉపయోగించబడ్డాయి. AFM స్కానింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ 1 Hz, స్కానింగ్ ప్రాంతం 5 μm × 5 μm, మరియు 256 స్కాన్ లైన్లు. అన్ని చిత్రాలను అసైలమ్ సాఫ్ట్‌వేర్ (మాస్క్ రేంజ్ 100 nm, థ్రెషోల్డ్ 100 pm) ఉపయోగించి 1వ ఆర్డర్ ఇమేజ్ అలైన్‌మెంట్‌కు గురి చేశారు.
పరీక్షా గరాటును తొలగించి, మైకా ఉపరితలంపై కణాల సముదాయం మరియు క్రమరహిత బిందువులు ఏర్పడకుండా ఉండటానికి మైకా ఉపరితలాన్ని కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ నుండి సగటున 120 సెకన్ల పాటు 2.0 సెం.మీ దూరంలో ఉంచారు. EWNS ను తాజాగా కత్తిరించిన మైకా (టెడ్ పెల్లా, రెడ్డింగ్, CA) ఉపరితలంపై నేరుగా స్ప్రే చేశారు. AFM చిమ్ముతున్న వెంటనే మైకా ఉపరితలం యొక్క చిత్రం. తాజాగా కత్తిరించిన మార్పు చేయని మైకా ఉపరితలం యొక్క కాంటాక్ట్ కోణం 0°కి దగ్గరగా ఉంటుంది, కాబట్టి EVNS ను మైకా ఉపరితలంపై గోపురం రూపంలో పంపిణీ చేస్తారు. విస్తరించే బిందువుల వ్యాసం (a) మరియు ఎత్తు (h) లను AFM స్థలాకృతి నుండి నేరుగా కొలుస్తారు మరియు మా గతంలో ధృవీకరించబడిన పద్ధతిని ఉపయోగించి EWNS గోపురం వ్యాప్తి వాల్యూమ్‌ను లెక్కించడానికి ఉపయోగించారు. ఆన్‌బోర్డ్ EWNS లు ఒకే వాల్యూమ్‌ను కలిగి ఉన్నాయని ఊహిస్తే, సమానమైన వ్యాసాన్ని సమీకరణం (2) ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు:
గతంలో అభివృద్ధి చేసిన మా పద్ధతి ఆధారంగా, EWNSలో స్వల్పకాలిక రాడికల్ ఇంటర్మీడియట్‌ల ఉనికిని గుర్తించడానికి ఎలక్ట్రాన్ స్పిన్ రెసొనెన్స్ (ESR) స్పిన్ ట్రాప్ ఉపయోగించబడింది. DEPMPO(5-(డైథాక్సిఫాస్ఫోరిల్)-5-మిథైల్-1-పైరోలిన్-ఎన్-ఆక్సైడ్) (ఆక్సిస్ ఇంటర్నేషనల్ ఇంక్.) యొక్క 235 mM ద్రావణాన్ని కలిగి ఉన్న 650 μm మిడ్జెట్ స్పార్జర్ (ఏస్ గ్లాస్, వైన్‌ల్యాండ్, NJ) ద్వారా ఏరోసోల్‌లను బబుల్ చేశారు. పోర్ట్‌ల్యాండ్, ఒరెగాన్). అన్ని ESR కొలతలు బ్రూకర్ EMX స్పెక్ట్రోమీటర్ (బ్రూకర్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్ ఇంక్. బిల్లెరికా, MA, USA) మరియు ఫ్లాట్ ప్యానెల్ సెల్ ఉపయోగించి నిర్వహించబడ్డాయి. డేటాను సేకరించడానికి మరియు విశ్లేషించడానికి అక్విజిట్ సాఫ్ట్‌వేర్ (బ్రూకర్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్ ఇంక్. బిల్లెరికా, MA, USA) ఉపయోగించబడింది. ROS యొక్క లక్షణాల నిర్ధారణ ఆపరేటింగ్ పరిస్థితుల సమితి [-6.5 kV, 4.0 సెం.మీ] కోసం మాత్రమే నిర్వహించబడింది. ఇంపాక్టర్‌లో EWNS నష్టాలను లెక్కించిన తర్వాత SMPS ఉపయోగించి EWNS సాంద్రతలను కొలుస్తారు.
205 డ్యూయల్ బీమ్ ఓజోన్ మానిటర్™ (2B టెక్నాలజీస్, బౌల్డర్, కో)8,9,10 ఉపయోగించి ఓజోన్ స్థాయిలను పర్యవేక్షించారు.
అన్ని EWNS లక్షణాలకు, సగటు విలువ కొలత విలువగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ప్రామాణిక విచలనం కొలత లోపంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన EWNS లక్షణాల విలువలను బేస్ EWNS యొక్క సంబంధిత విలువలతో పోల్చడానికి T-పరీక్షలు నిర్వహించబడ్డాయి.
Figure 2c గతంలో అభివృద్ధి చేయబడిన మరియు వర్గీకరించబడిన ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ అవపాతం (EPES) "పుల్" వ్యవస్థను చూపిస్తుంది, దీనిని ఉపరితలం వద్ద EWNS యొక్క లక్ష్య డెలివరీ కోసం ఉపయోగించవచ్చు. EPES బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రం ప్రభావంతో లక్ష్యం యొక్క ఉపరితలంపైకి నేరుగా "మార్గనిర్దేశం" చేయగల EVNS ఛార్జీలను ఉపయోగిస్తుంది. EPES వ్యవస్థ యొక్క వివరాలు పిర్గియోటాకిస్ మరియు ఇతరుల ఇటీవలి ప్రచురణలో ప్రదర్శించబడ్డాయి. 11. అందువల్ల, EPES టేపర్డ్ చివరలతో 3D ప్రింటెడ్ PVC చాంబర్‌ను కలిగి ఉంటుంది మరియు మధ్యలో 15.24 సెం.మీ దూరంలో రెండు సమాంతర స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ (304 స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్, మిర్రర్ కోటెడ్) మెటల్ ప్లేట్‌లను కలిగి ఉంటుంది. బోర్డులు బాహ్య హై వోల్టేజ్ సోర్స్‌కు (బెర్ట్రాన్ 205B-10R, స్పెల్‌మాన్, హౌపాజ్, NY) అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి, దిగువ ప్లేట్ ఎల్లప్పుడూ సానుకూల వోల్టేజ్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది మరియు పై ప్లేట్ ఎల్లప్పుడూ భూమికి (తేలియాడే నేల) అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. గది గోడలు అల్యూమినియం ఫాయిల్‌తో కప్పబడి ఉంటాయి, ఇది కణ నష్టాన్ని నివారించడానికి విద్యుత్తుగా గ్రౌండింగ్ చేయబడుతుంది. ఈ గదిలో సీలు చేయబడిన ముందు భాగంలో లోడింగ్ తలుపు ఉంటుంది, ఇది పరీక్షా ఉపరితలాలను ప్లాస్టిక్ స్టాండ్‌లపై ఉంచడానికి అనుమతిస్తుంది, ఇవి అధిక వోల్టేజ్ జోక్యాన్ని నివారించడానికి వాటిని దిగువ మెటల్ ప్లేట్ పైన పెంచుతాయి.
EPES లో EWNS నిక్షేపణ సామర్థ్యాన్ని అనుబంధ మూర్తి S111 లో వివరించిన గతంలో అభివృద్ధి చేసిన ప్రోటోకాల్ ప్రకారం లెక్కించారు.
నియంత్రణ గదిగా, రెండవ స్థూపాకార ప్రవాహ గదిని EPES వ్యవస్థకు సిరీస్‌లో అనుసంధానించారు, దీనిలో EWNS ను తొలగించడానికి ఇంటర్మీడియట్ HEPA ఫిల్టర్ ఉపయోగించబడింది. చిత్రం 2c లో చూపిన విధంగా, EWNS ఏరోసోల్ రెండు అంతర్నిర్మిత గదుల ద్వారా పంప్ చేయబడింది. నియంత్రణ గది మరియు EPES మధ్య ఉన్న ఫిల్టర్ మిగిలిన EWNS లను తొలగిస్తుంది, ఫలితంగా ఒకే ఉష్ణోగ్రత (T), సాపేక్ష ఆర్ద్రత (RH) మరియు ఓజోన్ స్థాయిలు ఏర్పడతాయి.
ముఖ్యమైన ఆహార జీవులు తాజా ఆహారాలను కలుషితం చేస్తాయని కనుగొనబడింది, అవి E. coli (ATCC #27325), మల సూచిక, సాల్మొనెల్లా ఎంటెరికా (ATCC #53647), ఆహార జీవుల వ్యాధికారకం, లిస్టెరియా హానిచేయని (ATCC #33090), వ్యాధికారక లిస్టెరియా మోనోసైటోజీన్‌లకు సర్రోగేట్, ATCC (మనసాస్, VA) నుండి తీసుకోబడింది. చెడిపోయే ఈస్ట్‌కు ప్రత్యామ్నాయం సాచరోమైసెస్ సెరెవిసియా (ATCC #4098), మరియు మరింత నిరోధక నిష్క్రియాత్మక బాక్టీరియం, మైకోబాక్టీరియం పారాలక్కీ (ATCC #19686).
మీ స్థానిక మార్కెట్ నుండి యాదృచ్ఛికంగా సేంద్రీయ ద్రాక్ష టమోటాల పెట్టెలను కొనుగోలు చేసి, ఉపయోగించే వరకు (3 రోజుల వరకు) 4°C వద్ద ఫ్రిజ్‌లో ఉంచండి. ప్రయోగాత్మక టమోటాలన్నీ ఒకే పరిమాణంలో, దాదాపు 1/2 అంగుళాల వ్యాసంలో ఉన్నాయి.
కల్చర్, ఇనాక్యులేషన్, ఎక్స్‌పోజర్ మరియు కాలనీ కౌంట్ ప్రోటోకాల్‌లు మా మునుపటి ప్రచురణలో వివరించబడ్డాయి మరియు సప్లిమెంటరీ డేటాలో వివరించబడ్డాయి. ఇనాక్యులేటెడ్ టమోటాలను 40,000 #/cm3 కు 45 నిమిషాలు బహిర్గతం చేయడం ద్వారా EWNS యొక్క ప్రభావాన్ని అంచనా వేశారు. క్లుప్తంగా, మూడు టమోటాలను t = 0 నిమిషాల సమయంలో మనుగడలో ఉన్న సూక్ష్మజీవులను అంచనా వేయడానికి ఉపయోగించారు. మూడు టమోటాలను EPESలో ఉంచారు మరియు 40,000 #/cc (EWNS ఎక్స్‌పోజ్డ్ టమోటాలు) వద్ద EWNSకి గురి చేశారు మరియు మిగిలిన మూడు కంట్రోల్ చాంబర్‌లో (కంట్రోల్ టమోటాలు) ఉంచారు. రెండు గ్రూపులలో టమోటాల అదనపు ప్రాసెసింగ్ నిర్వహించబడలేదు. EWNS ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడానికి EWNS-ఎక్స్‌పోజ్డ్ టమోటాలు మరియు కంట్రోల్ టమోటాలను 45 నిమిషాల తర్వాత తొలగించారు.
ప్రతి ప్రయోగం మూడుసార్లు జరిగింది. సప్లిమెంటరీ డేటాలో వివరించిన ప్రోటోకాల్ ప్రకారం డేటా విశ్లేషణ జరిగింది.
బహిర్గత EWNS నమూనాలను (40,000 #/cm3 EWNS ఏరోసోల్ సాంద్రత వద్ద 45 నిమిషాలు) మరియు హానిచేయని బ్యాక్టీరియా E. కోలి, సాల్మొనెల్లా ఎంటెరికా మరియు లాక్టోబాసిల్లస్ యొక్క నాన్-ఇరేడియేటెడ్ నమూనాలను అవక్షేపించడం ద్వారా నిష్క్రియాత్మక విధానాలను అంచనా వేశారు. కణాలను 2.5% గ్లూటరాల్డిహైడ్, 1.25% పారాఫార్మల్డిహైడ్ మరియు 0.03% పిక్రిక్ ఆమ్లంలో 0.1 M సోడియం కాకోడైలేట్ బఫర్ (pH 7.4)లో గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 2 గంటలు స్థిరపరిచారు. కడిగిన తర్వాత, 1% ఆస్మియం టెట్రాక్సైడ్ (OsO4)/1.5% పొటాషియం ఫెర్రోసైనైడ్ (KFeCN6)తో 2 గంటలు పోస్ట్-ఫిక్స్ చేసి, 3 సార్లు నీటిలో కడిగి, 1% యురేనిల్ అసిటేట్‌లో 1 గంట పాటు పొదిగించి, ఆపై రెండుసార్లు నీటిలో కడిగి, ఆపై 50%, 70%, 90%, 100% ఆల్కహాల్‌లో 10 నిమిషాలు డీహైడ్రేట్ చేయండి. ఆ తరువాత నమూనాలను ప్రొపైలిన్ ఆక్సైడ్‌లో 1 గంట పాటు ఉంచి, ప్రొపైలిన్ ఆక్సైడ్ మరియు TAAP Epon (మారివాక్ కెనడా ఇంక్. సెయింట్ లారెంట్, CA) యొక్క 1:1 మిశ్రమంతో నింపారు. నమూనాలను TAAB Eponలో పొందుపరిచి, 60°C వద్ద 48 గంటల పాటు పాలిమరైజ్ చేశారు. క్యూర్డ్ గ్రాన్యులర్ రెసిన్‌ను TEM ద్వారా AMT 2k CCD కెమెరా (అడ్వాన్స్‌డ్ మైక్రోస్కోపీ టెక్నిక్స్, కార్ప్., వోబర్న్, మసాచుసెట్స్, USA)తో అమర్చిన సాంప్రదాయ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ JEOL 1200EX (JEOL, టోక్యో, జపాన్) ఉపయోగించి కత్తిరించి దృశ్యమానం చేశారు.
అన్ని ప్రయోగాలు త్రిపాదిలో జరిగాయి. ప్రతి సమయ బిందువుకు, బ్యాక్టీరియా వాష్‌లను త్రిపాదిలో సీడ్ చేశారు, ఫలితంగా ఒక పాయింట్‌కు మొత్తం తొమ్మిది డేటా పాయింట్లు వచ్చాయి, వీటి సగటును ఆ నిర్దిష్ట సూక్ష్మజీవి యొక్క బ్యాక్టీరియా సాంద్రతగా ఉపయోగించారు. ప్రామాణిక విచలనం కొలత లోపంగా ఉపయోగించబడింది. అన్ని పాయింట్లు లెక్కించబడ్డాయి.
t = 0 min తో పోలిస్తే బ్యాక్టీరియా సాంద్రత తగ్గుదల యొక్క సంవర్గమానం క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించబడింది:
ఇక్కడ C0 అనేది నియంత్రణ నమూనాలోని 0 సమయంలో (అంటే ఉపరితలం ఎండిన తర్వాత కానీ గదిలో ఉంచే ముందు) బ్యాక్టీరియా సాంద్రత మరియు Cn అనేది n నిమిషాల బహిర్గతం తర్వాత ఉపరితలంపై బ్యాక్టీరియా సాంద్రత.
45 నిమిషాల ఎక్స్‌పోజర్ సమయంలో బ్యాక్టీరియా యొక్క సహజ క్షీణతను లెక్కించడానికి, 45 నిమిషాల తర్వాత నియంత్రణతో పోలిస్తే లాగ్ తగ్గింపును కూడా ఈ క్రింది విధంగా లెక్కించారు:
ఇక్కడ Cn అనేది n సమయంలో నియంత్రణ నమూనాలోని బ్యాక్టీరియా సాంద్రత మరియు Cn-కంట్రోల్ అనేది n సమయంలో నియంత్రణ బ్యాక్టీరియా సాంద్రత. నియంత్రణతో పోలిస్తే డేటాను లాగ్ తగ్గింపుగా ప్రదర్శించారు (EWNS ఎక్స్‌పోజర్ లేదు).
అధ్యయనం సమయంలో, సూది మరియు కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ మధ్య వోల్టేజ్ మరియు దూరం యొక్క అనేక కలయికలు టేలర్ కోన్ నిర్మాణం, టేలర్ కోన్ స్థిరత్వం, EWNS ఉత్పత్తి స్థిరత్వం మరియు పునరుత్పత్తి పరంగా మూల్యాంకనం చేయబడ్డాయి. వివిధ కలయికలు అనుబంధ పట్టిక S1లో చూపబడ్డాయి. స్థిరమైన మరియు పునరుత్పాదక లక్షణాలను (టేలర్ కోన్, EWNS ఉత్పత్తి మరియు కాలక్రమేణా స్థిరత్వం) చూపించే రెండు కేసులు సమగ్ర అధ్యయనం కోసం ఎంపిక చేయబడ్డాయి. అంజీర్‌లో. రెండు సందర్భాలలో ROS యొక్క ఛార్జ్, పరిమాణం మరియు కంటెంట్ కోసం ఫలితాలను చిత్రం 3 చూపిస్తుంది. ఫలితాలు పట్టిక 1లో కూడా సంగ్రహించబడ్డాయి. సూచన కోసం, చిత్రం 3 మరియు పట్టిక 1 రెండూ గతంలో సంశ్లేషణ చేయబడిన నాన్-ఆప్టిమైజ్డ్ EWNS8, 9, 10, 11 (బేస్‌లైన్-EWNS) యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. రెండు-తోక గల t-పరీక్షను ఉపయోగించి గణాంక ప్రాముఖ్యత గణనలు అనుబంధ పట్టిక S2లో తిరిగి ప్రచురించబడ్డాయి. అదనంగా, అదనపు డేటాలో కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ నమూనా రంధ్రం వ్యాసం (D) ప్రభావం మరియు గ్రౌండ్ ఎలక్ట్రోడ్ మరియు చిట్కా (L) మధ్య దూరం (అనుబంధ గణాంకాలు S2 మరియు S3) యొక్క అధ్యయనాలు ఉన్నాయి.
(ac) AFM ద్వారా కొలవబడిన పరిమాణ పంపిణీ. (df) ఉపరితల ఛార్జ్ లక్షణం. (g) EPR యొక్క ROS లక్షణం.
పైన పేర్కొన్న అన్ని పరిస్థితులకు, కొలిచిన అయనీకరణ కరెంట్ 2 మరియు 6 μA మధ్య మరియు వోల్టేజ్ -3.8 మరియు -6.5 kV మధ్య ఉందని గమనించడం ముఖ్యం, దీని ఫలితంగా ఈ సింగిల్ EWNS జనరేషన్ కాంటాక్ట్ మాడ్యూల్ కోసం 50 mW కంటే తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం జరిగింది. EWNS అధిక పీడనం కింద సంశ్లేషణ చేయబడినప్పటికీ, ఓజోన్ స్థాయిలు చాలా తక్కువగా ఉన్నాయి, ఎప్పుడూ 60 ppb మించలేదు.
అనుబంధ చిత్రం S4 [-6.5 kV, 4.0 cm] మరియు [-3.8 kV, 0.5 cm] దృశ్యాలకు వరుసగా అనుకరణ విద్యుత్ క్షేత్రాలను చూపిస్తుంది. [-6.5 kV, 4.0 cm] మరియు [-3.8 kV, 0.5 cm] దృశ్యాలకు, క్షేత్ర గణనలు వరుసగా 2 × 105 V/m మరియు 4.7 × 105 V/m. రెండవ సందర్భంలో వోల్టేజ్-దూర నిష్పత్తి చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది కాబట్టి ఇది అంచనా వేయబడింది.
అత్తి 3aలో, b AFM8తో కొలిచిన EWNS వ్యాసాన్ని చూపిస్తుంది. [-6.5 kV, 4.0 cm] మరియు [-3.8 kV, 0.5 cm] పథకాలకు లెక్కించిన సగటు EWNS వ్యాసాలు వరుసగా 27 nm మరియు 19 nm. [-6.5 kV, 4.0 cm] మరియు [-3.8 kV, 0.5 cm] దృశ్యాలకు, పంపిణీల యొక్క రేఖాగణిత ప్రామాణిక విచలనాలు వరుసగా 1.41 మరియు 1.45, ఇరుకైన పరిమాణ పంపిణీని సూచిస్తాయి. సగటు పరిమాణం మరియు రేఖాగణిత ప్రామాణిక విచలనం రెండూ వరుసగా 25 nm మరియు 1.41 వద్ద బేస్‌లైన్ EWNSకి చాలా దగ్గరగా ఉంటాయి. అత్తి 3cలో అదే పరిస్థితులలో అదే పద్ధతిని ఉపయోగించి కొలిచిన బేస్ EWNS యొక్క పరిమాణ పంపిణీని చూపిస్తుంది.
అత్తి 3dలో, e అనేది ఛార్జ్ క్యారెక్టరైజేషన్ ఫలితాలను చూపిస్తుంది. డేటా అనేది 30 ఏకకాలిక గాఢత (#/cm3) మరియు కరెంట్ (I) కొలతల సగటు కొలతలు. విశ్లేషణ ప్రకారం EWNS పై సగటు ఛార్జ్ వరుసగా 22 ± 6 e- మరియు 44 ± 6 e- [-6.5 kV, 4.0 cm] మరియు [-3.8 kV, 0.5 cm] లకు ఉందని చూపిస్తుంది. అవి బేస్‌లైన్ EWNS (10 ± 2 e-) తో పోలిస్తే గణనీయంగా ఎక్కువ ఉపరితల ఛార్జ్‌లను కలిగి ఉంటాయి, [-6.5 kV, 4.0 cm] దృశ్యం కంటే రెండు రెట్లు ఎక్కువ మరియు [-3 .8 kV, 0.5 cm] కంటే నాలుగు రెట్లు ఎక్కువ. చిత్రం 3f బేస్‌లైన్-EWNS కోసం ఛార్జ్ డేటాను చూపుతుంది.
EWNS సంఖ్య యొక్క గాఢత పటాల నుండి (అనుబంధ గణాంకాలు S5 మరియు S6), [-6.5 kV, 4.0 cm] దృశ్యంలో [-3.8 kV, 0.5 cm] దృశ్యం కంటే గణనీయంగా ఎక్కువ కణాలు ఉన్నాయని చూడవచ్చు. EWNS సంఖ్య సాంద్రతను 4 గంటల వరకు పర్యవేక్షించడం కూడా గమనించదగినది (అనుబంధ గణాంకాలు S5 మరియు S6), ఇక్కడ EWNS జనరేషన్ స్థిరత్వం రెండు సందర్భాలలోనూ ఒకే స్థాయి కణ సంఖ్య సాంద్రతను చూపించింది.
అత్తి 3g లో [-6.5 kV, 4.0 cm] వద్ద ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన EWNS నియంత్రణ (నేపథ్యం) తీసివేత తర్వాత EPR స్పెక్ట్రమ్‌ను చూపిస్తుంది. గతంలో ప్రచురించబడిన పనిలో ROS స్పెక్ట్రాను బేస్‌లైన్-EWNS దృశ్యంతో కూడా పోల్చారు. స్పిన్ ట్రాప్‌లతో చర్య తీసుకునే EWNS సంఖ్య 7.5 × 104 EWNS/s గా లెక్కించబడింది, ఇది గతంలో ప్రచురించబడిన బేస్‌లైన్-EWNS8 కు సమానంగా ఉంటుంది. EPR స్పెక్ట్రా రెండు రకాల ROS ఉనికిని స్పష్టంగా చూపించింది, O2- ప్రధాన జాతులు మరియు OH• తక్కువ సమృద్ధిగా ఉంది. అదనంగా, పీక్ తీవ్రతల యొక్క ప్రత్యక్ష పోలిక బేస్‌లైన్ EWNS తో పోలిస్తే ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన EWNS గణనీయంగా ఎక్కువ ROS కంటెంట్‌ను కలిగి ఉందని చూపించింది.
అత్తి 4 EPESలో EWNS నిక్షేపణ సామర్థ్యాన్ని చూపిస్తుంది. డేటాను టేబుల్ Iలో కూడా సంగ్రహించబడింది మరియు అసలు EWNS డేటాతో పోల్చారు. EUNS యొక్క రెండు సందర్భాలలో, 3.0 kV తక్కువ వోల్టేజ్ వద్ద కూడా నిక్షేపణ 100%కి దగ్గరగా ఉంటుంది. సాధారణంగా, ఉపరితల ఛార్జ్ మార్పుతో సంబంధం లేకుండా 100% నిక్షేపణకు 3.0 kV సరిపోతుంది. అదే పరిస్థితులలో, బేస్‌లైన్-EWNS నిక్షేపణ సామర్థ్యం వాటి తక్కువ ఛార్జ్ (EWNSకి సగటున 10 ఎలక్ట్రాన్లు) కారణంగా 56% మాత్రమే.
అత్తి 5 మరియు పట్టిక 2లో, టమోటాల ఉపరితలంపై సుమారు 40,000 #/cm3 EWNS కు 45 నిమిషాల పాటు ఆప్టిమల్ మోడ్‌లో [-6.5 kV, 4.0 cm] బహిర్గతం అయిన తర్వాత టీకాలు వేసిన సూక్ష్మజీవుల నిష్క్రియాత్మక విలువను సంగ్రహంగా చూపిస్తుంది. టీకాలు వేసిన E. coli మరియు Lactobacillus innocuous 45 నిమిషాల ఎక్స్‌పోజర్ సమయంలో 3.8 లాగ్‌ల గణనీయమైన తగ్గింపును చూపించాయి. అదే పరిస్థితులలో, S. enterica 2.2-లాగ్ తగ్గుదలను కలిగి ఉండగా, S. cerevisiae మరియు M. parafortutum 1.0-లాగ్ తగ్గుదలను కలిగి ఉన్నాయి.
ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోగ్రాఫ్‌లు (చిత్రం 6) EWNS ద్వారా హానిచేయని ఎస్చెరిచియా కోలి, స్ట్రెప్టోకోకస్ మరియు లాక్టోబాసిల్లస్ కణాలపై ప్రేరేపించబడిన భౌతిక మార్పులను వర్ణిస్తాయి, ఇది వాటి నిష్క్రియాత్మకతకు దారితీస్తుంది. నియంత్రణ బ్యాక్టీరియా చెక్కుచెదరకుండా కణ త్వచాలను కలిగి ఉంటుంది, అయితే బహిర్గతమైన బ్యాక్టీరియా బయటి పొరలను దెబ్బతీసింది.
నియంత్రణ మరియు బహిర్గత బ్యాక్టీరియా యొక్క ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపిక్ ఇమేజింగ్ పొర నష్టాన్ని వెల్లడించింది.
ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన EWNS యొక్క భౌతిక రసాయన లక్షణాలపై డేటా సమిష్టిగా EWNS యొక్క లక్షణాలు (ఉపరితల ఛార్జ్ మరియు ROS కంటెంట్) గతంలో ప్రచురించబడిన EWNS బేస్‌లైన్ డేటా8,9,10,11 తో పోలిస్తే గణనీయంగా మెరుగుపడ్డాయని చూపిస్తుంది. మరోవైపు, వాటి పరిమాణం నానోమీటర్ పరిధిలోనే ఉంది, గతంలో నివేదించబడిన ఫలితాలకు చాలా పోలి ఉంటుంది, ఇది వాటిని ఎక్కువ కాలం గాలిలో ఉండటానికి అనుమతిస్తుంది. గమనించిన పాలీడిస్పర్సిటీని EWNS పరిమాణం, రేలీ ప్రభావం యొక్క యాదృచ్ఛికత మరియు సంభావ్య కోలెసెన్స్‌ను నిర్ణయించే ఉపరితల ఛార్జ్ మార్పుల ద్వారా వివరించవచ్చు. అయితే, నీల్సన్ మరియు ఇతరులు వివరించినట్లుగా. 22, అధిక ఉపరితల ఛార్జ్ నీటి బిందువు యొక్క ఉపరితల శక్తి/ఉద్రిక్తతను సమర్థవంతంగా పెంచడం ద్వారా బాష్పీభవనాన్ని తగ్గిస్తుంది. మా మునుపటి ప్రచురణ8లో ఈ సిద్ధాంతం మైక్రోడ్రాప్లెట్స్ 22 మరియు EWNS కోసం ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ధారించబడింది. ఓవర్‌టైమ్ సమయంలో ఛార్జ్ కోల్పోవడం కూడా పరిమాణాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు గమనించిన పరిమాణ పంపిణీకి దోహదం చేస్తుంది.
అదనంగా, ఒక్కో నిర్మాణానికి ఛార్జ్ దాదాపు 22-44 e- ఉంటుంది, ఇది పరిస్థితిని బట్టి ఉంటుంది, ఇది ప్రాథమిక EWNS తో పోలిస్తే గణనీయంగా ఎక్కువ, ఇది నిర్మాణానికి సగటున 10 ± 2 ఎలక్ట్రాన్ల ఛార్జ్ కలిగి ఉంటుంది. అయితే, ఇది EWNS యొక్క సగటు ఛార్జ్ అని గమనించాలి. సెటో మరియు ఇతరులు. ఛార్జ్ అసంపూర్ణంగా ఉందని మరియు లాగ్-సాధారణ పంపిణీని అనుసరిస్తుందని చూపబడింది21. మా మునుపటి పనితో పోలిస్తే, ఉపరితల ఛార్జ్‌ను రెట్టింపు చేయడం వలన EPES వ్యవస్థలో నిక్షేపణ సామర్థ్యం దాదాపు 100%11కి రెట్టింపు అవుతుంది.