Subtractive Engineering of Polymer Cladding Induces Tunable UV-C Irradiation from Flexible Side-Emitting Optical Fibers for Biofilm Control in Curved Piping
Notice bibliographique
Résumé
Germicidal ultraviolet (UV-C) light effectively inhibits the growth of pathogenic biofilms in water systems. However, delivering UV-C light from point sources (e.g., lamps) to complex wetted surfaces poses challenges. This study introduces a technology using flexible side-emitting optical fibers (SEOFs) that are <550 μm in diameter and emit UV-C light along their entire length. The SEOFs are designed to fit into tubing with narrow diameters and inhibit biofilm growth from forming on the tubing walls. First, we demonstrate factors influencing the tunability of the irradiance from the SEOFs. To enable flexibility and strength, UV-C-transparent polymers were coated onto the surfaces of glass optical fibers, allowing for the side emission of UV-C light. By modulating the surface roughness of the polymers using a scalable subtractive engineering approach, the extent of side-emitted UV-C light could be controlled, ranging from <5 to over 50 μW/cm 2 perpendicular to the flexible fibers. This novel subtractive engineering approach surpasses our previous work in terms of its robustness and tunability, as it no longer relies on nanoparticles and polymers to coat the optical fibers. Second, the effectiveness of the UV-C SEOFs in controlling biofilms produced by Pseudomonas aeruginosa was evaluated inside flexible tubing with a recirculating nutrient-rich and planktonic bacteria solution. Without SEOFs, biofilms grew inside on the tubing surfaces. SEOFs with an intermediate polymer surface roughness achieved a >2 log reduction in the biofilm (<100 CFU/cm 2 ) on the interior surface of the tubing. This subtractive engineering approach provides tunability in side-emitted UV-C light and offers a scalable manufacturing strategy as a promising solution for inhibiting biofilms on complex wetted surfaces.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».