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Um conceito novo de uma comunicação para detectar partículas vírus-carregado

Quanto tempo as partículas vírus-carregado persistem em um elevador após uma pessoa contaminada com as folhas COVID-19? E há uma maneira de detectar aquelas partículas? Um grupo de engenheiros electrotécnicos e de cientistas de computador em KAUST exps para responder a estas perguntas usando equações matemáticas da dinâmica de fluidos.

Nós found1 que as partículas vírus-carregado podem ainda ser detectadas diversas actas após uma viagem curto do elevador por uma pessoa contaminada.”

Osama Amin, engenheiro electrotécnico, universidade do rei Abdullah da ciência e tecnologia

As equações da equipe e as simulações da respiração sugerem que a capacidade de um biosensor para detectar um vírus melhore quando colocada em uma parede do elevador que possa reflectir partículas. Também, para proteger os ocupante futuros, a quantidade de partículas no ar pode ser reduzida fazendo outras três paredes absorventes.

Amin e seus colegas em KAUST têm trabalhado em desenvolver um conceito não-tradicional de uma comunicação chamado uma “comunicação através da respiração.” O produto químico dos modelos concept2 e as moléculas biológicas emissores na respiração expirada como se são portadores de informação em um sistema de comunicação que possa ser detectado na outra extremidade por um “receptor,” neste caso um biosensor.

“Este tipo do estudo exige para entrar dos pesquisadores com experiência variada na modelagem do canal, no projecto de sistema e na integração teóricos, e esquemas da aprendizagem de máquina,” diz Amin.

Em seus trabalhos anteriores, usaram equações para compreender como as moléculas expiradas se dispersam em spaces3 aberto. Eles igualmente proposed4 que um sistema de detecção que pudesse detectar moléculas expirou da respiração do pessoa em recolhimentos em massa.

Em seu trabalho actual, desenvolveram um modelo e as simulações que descrevem o que acontece às moléculas expiradas na respiração dentro de uma sala fechado sobre o espaço e o tempo. Sua modelagem tomou na consideração as capacidades das paredes para absorver ou reflectir partículas. Uma vez que seus modelos podiam descrever, para resolver e simular a concentração vírus-carregado da partícula em uma sala pequena sobre o espaço e o tempo, pesquisadores trabalhados em calcular a probabilidade de um biosensor que pode detectar aquelas partículas.

Os cálculos supor o desenvolvimento de um biosensor que usasse anticorpos para ligar a um vírus específico e para iniciar um sinal. Igualmente esclareceram parâmetros tais como o tempo e o volume da amostra do aerossol, a eficiência de amostra e a probabilidade dos anticorpos que ligam a um vírus.

“Nosso estudo fornece matemático vital e as engrenagens da simulação para nossa pesquisa principal sobre uma comunicação através da respiração, que nós esperamos serão usadas para mais análises e projectos de sistema,” diz o cientista de computador Basem de KAUST Shihada.

A equipe está desenvolvendo agora um protótipo da amostra e da detecção do aerossol para os produtos químicos orgânicos expirados na respiração. “Nós igualmente planeamos em propr os mecanismos que reduzem a probabilidade da infecção em espaços pequenos, incluindo mecanismos da ventilação, sanitization periódico do ar e o projecto de paredes absorventes e reflexivas,” dizemos Shihada.

Source:
Journal reference:

Amin, O., et al. (2021) Viral Aerosol Concentration Characterization and Detection in Bounded Environments. IEEE Transactions on Molecular, Biological and Multi-Scale Communications. doi.org/10.1109/TMBMC.2021.3083718.