常压室温等离子体
大气压辉光放电冷等离子体源
常压室温等离子体(Atmospheric Room Temperature Plasma),是近几年提出的一种新的大气压辉光放电冷等离子体源。
定义
常压室温等离子体(Atmospheric Room Temperature Plasma),简称ARTP。是近几年提出的一种新的大气压辉光放电冷等离子体源。能够在大气压下产生温度在25-40 °C之间的、具有高活性粒子(包括处于激发态的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等)浓度的等离子体射流。为了从生物技术应用的角度突出这种等离子体源的特点,采用常压室温等离子体即ARTP来代表。
物理学原理
按照热力学平衡状态,等离子体可分为三种:完全热力学平衡等离子体(也称高温等离子体,其电子温度(Te)、离子温度(Ti)和中性粒子温度(Tn)完全一致),局部热力学平衡等离子体(也称热等离子体,Te≈Ti≈Tn=3×10~3×10),以及非热力学平衡等离子体(也称冷等离子体,其Te≥Ti,Ti≈Tn)。 大气压辉光放电(Atmospheric Pressure Glow Discharge,APGD)是一个被广泛使用的、用来描述大气压条件下各种气体放电冷等离子体的总称。在各种大气压非平衡放电等离子体源中,采用裸露金属电极结构的大气压射频辉光放电(Radio Frequency Atmospheric Pressure Glow Discharge,RF APGD)等离子体源是近几年提出的一种新的大气压辉光放电冷等离子体源。为了从生物技术应用的角度突出这种等离子体源的特点,采用常压室温等离子体即ARTP来代表这种RF APGD等离子体源。
物理性质
采用氦气为工作气体的常压室温等离子体源中含有多种化学活性粒子成分,如OH、氮分子二正系统、氮分子一负系统、激发态氦原子、氢原子和氧原子等。
在200-280 nm波长范围内的紫外线强度相对于其它活性粒子的谱线强度低得多。
生物领域应用
ARTP在生物领域的应用有如下优点:
1、ARTP本身的温度低、活性粒子浓度高且种类多样;
2、ARTP放电形式多样,可以针对需求制成各种不同形式的处理装置,如可以使用管状的放电区,深入组织内部,或者制成表面的处理装置;
3、ARTP设备简单、操作简易、运行成本低廉;
4、ARTP本身对环境无污染和危害。
由于ARTP上述特性,最近几年其在微生物突变育种及生物医学领域中已经引起人们越来越多的注意,已经成为当前一个相当活跃的交叉学科研究领域。此外,研究发现等离子体可以在与生物组织或者细胞之间发生复杂而可控的生化过程,如催化、诊断、激发反应等。等离子体的化学特性也可以通过处理材料表面,改变材料特性而应用于生物医学领域。等离子体表面处理因其优良的性能,如高纯性、无菌性以及表面的多样性等,得到越来越广泛的应用。
参考资料
最新修订时间:2023-07-05 14:51
目录
概述
定义
物理学原理
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