Plazma to zjonizowana materia o stanie skupienia przypominającym gaz, w którym znaczna część cząstek jest naładowana elektrycznie. Jak wyjaśniono w komunikacie na stronie internetowej Politechniki Wrocławskiej, chcąc ją wytworzyć, należy dostarczyć odpowiednią ilość energii, która umożliwi najpierw przekształcenie ciała stałego w ciekłe, następnie w gaz i wreszcie w plazmę. Plazma jest najpowszechniej występującym stanem skupienia materii we Wszechświecie, tworząc m.in. gwiazdy. Na Ziemi w warunkach naturalnych występuje w postaci zorzy polarnej oraz błyskawic.

W badaniach prowadzonych przez naukowców z PWr i UG wykorzystywane są tzw. zimne plazmy atmosferyczne otrzymywane za pomocą różnego rodzaju wyładowań elektrycznych.

Jak wyjaśniono na stronie PWr, gorącą plazmę o temperaturze dochodzącej do kilku tysięcy stopni Celsjusza można wytwarzać w specjalnie skonstruowanych generatorach tzw. plazmotronach i jest ona najczęściej wykorzystywana m.in. do spawania, cięcia lub topienia różnego rodzaju materiałów. Z kolei urządzenia wytwarzające zimną plazmę atmosferyczną, a więc plazmę o temperaturze kinetycznej gazu wyładowczego zbliżonej do otoczenia, wykorzystuje się w medycynie, weterynarii czy agrotechnice.

To właśnie na tym ostatnim zastosowaniu skupili się naukowcy z zespołu prof. Pawła Pohla z Zakładu Chemii Analitycznej i Metalurgii Chemicznej Politechniki Wrocławskiej i Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu Gdańskiego i Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego (UG i GUMed, Zakład Ochrony i Biotechnologii Roślin) pod kierownictwem prof. Ewy Łojkowskiej.

„Celem naszego projektu jest opracowanie szybkiej, efektywnej i taniej metody zwalczania bakteryjnych patogenów odpowiedzialnych za choroby roślin uprawnych i ozdobnych. Nasze doświadczenia prowadzimy obecnie wykorzystując jako rośliny modelowe ziemniaki, cykorię i hiacynty” – wyjaśniła dr inż. Anna Dzimitrowicz z Zakładu Chemii Analitycznej i Metalurgii Chemicznej PWr, cytowana w komunikacie.

Z kolei dr hab. inż. Piotr Jamróz z Zakładu Chemii Analitycznej i Metalurgii Chemicznej PWr zauważył, że wielu osobom plazma kojarzy się z czymś bardzo gorącym, materią osiągającą nawet kilka lub kilkanaście milionów stopni Celsjusza. "Tymczasem my dysponujemy plazmami, które charakteryzują się temperaturą zbliżoną do temperatury ludzkiego ciała, a więc można je np. przykładać do palca bez ryzyka oparzenia. Nie ma również efektu porażenia prądem, dlatego właściwe wykorzystanie ich na roślinach nie powoduje uszkodzenia ich tkanek, a jedynie może prowadzić do inaktywacji patogenów roślin wywołujących choroby" - dodał.

W swoim projekcie naukowcy stosują zamontowane na statywie tzw. pióro plazmowe generujące stożek zimnej plazmy atmosferycznej o długości kilku centymetrów i grubości zaledwie kilku milimetrów. Pozwala to na precyzyjne niszczenie bakterii w zainfekowanej części rośliny.

Takie pióro plazmowe można trzymać w ręce i swobodnie używać, a jednym z celów projektu jest właśnie stworzenie podręcznej aparatury do sterylizacji nasion i unieczynnienia patogenów występujących w obrębie punktowych zmian chorobowych na liściach czy bulwach.

Jak opisano w komunikacie, rośliny są najpierw ranione za pomocą jałowej igły, zarażane bakteriami z rodzaju Dickeya, a następnie poddawane działaniu zimnej plazmy atmosferycznej. Zdaniem badaczy efekty tych działań są obiecujące.

W swoim projekcie naukowcy chcą jednak nie tylko niszczyć chorobotwórcze bakterie, lecz także promować wzrost tych, które są odpowiedzialne za zwiększenie plonów wśród roślin uprawnych.

W przyszłości naukowcy z PWr planują kontynuować badania nad możliwością wykorzystania zimnych plazm atmosferycznych także w medycynie. We współpracy z Instytutem Immunologii i Terapii Doświadczalnej im. Ludwika Hirszfelda PAN we Wrocławiu planują wykorzystać zimną plazmę atmosferyczną do zahamowania tempa rozrastania komórek nowotworowych. (PAP)

autor: Agata Tomczyńska