טיפול במשטחים עם פלזמת לחץ אטמוספרי קר באמצעות עלות סילון

על ידי ביצוע השלבים של פרוטוקול זה, כל מדען אמור להיות מסוגל להגדיר את ה-COST-jet, למדוד את ההספק המופעל ולהחיל את פלזמת הלחץ האטמוספרי הנוצרת במכשיר על מצע מוצק או נוזלי בצורה הניתנת לשחזור. יישום סילוני ה-COST על דגימות כגון מצעים ביולוגיים מאפשר השוואה ישירה בין תוצאות מחקר של קבוצות שונות, כמו גם השוואה ישירה בין סימולציה לניסוי. כאשר מיישמים אותם על מערכות מורכבות כמו מצעים ביולוגיים ונוזלים, סילוני ה-COST יכולים באמת לעזור לנו לפשט את הבעיה ולהתמקד במדע המעניין.

לפני הטיפול, הכינו את מערך הניסוי על ידי סידור אספקת הגז עם כל קו הגז המתכתי. בחר את בקרי זרימת המסה המשמשים לאספקת גז ההזנה, הימנע מכל צינורות TPFE או פלסטיק דומים. מימוש התערובת של גזים ריאקטיביים עם מערכת המורכבת ממספר בקרי זרימת מסה.

עבור תערובות קטנות יותר, השתמש ביחידת ערבוב נגדית כדי להפחית את הזמן הדרוש להשלמת הערבוב. הוסף שסתום בין קווי אספקת הגז למטוס. נקה את קווי אספקת הגז לפני הטיפול במשטח על ידי שאיבה ומילויים מחדש כשלוש פעמים.

הוסף משאבה למערכת והפעל אותה, ואז כבה את המשאבה והפעל את זרימת הגז. הוסף מלכודת מסננת מולקולרית או מלכודת קרה. חבר את מכשיר ה- COST-jet לאספקת גז ולאספקת החשמל, ולאחר מכן חבר את הבדיקות החשמליות המשולבות לאוסצילוסקופ.

פיצוי נכון על בדיקת מתח מסחרית. פתח את בית ה-COST-jet על ידי הסרת שניים מהברגים וחבר את בדיקת המתח המסחרי לקו הנחושת המופעל וכן לחלק המוארק של הסילון. לאחר מכן, בצע שגרת כיול בדיקה.

הפעל מתח קטן על ה-COST-jet וכוון את הקבל המשתנה של מעגל ה-LC עם מברג כדי להגיע לצימוד האופטימלי. בצע כיול מתח על ידי השוואת המתח בפועל למתח הנמדד באמצעות רגרסיה ליניארית וחשב קבוע כיול. הסר את המתח המסחריtagבדיקה וסגור את בית ה-COST-jet.

שוב, הפעל מתח קטן על ה-COST-jet וכוון את הקבל המשתנה של מעגל ה-LC באמצעות מברג כדי להגיע לצימוד האופטימלי. הגדר קצב זרימת גז של כליטר סטנדרטי אחד לדקה של הליום באמצעות בקרי זרימת המסה. פתח את השסתום בין מערכת אספקת הגז למטוס ה- COST, ואז הפעל מתח נמוך על האלקטרודות והגדל את המשרעת עד שהפלזמה נדלקת.

אפשר להתקנה להתחמם למשך כ-20 דקות. חבר את האוסילוסקופ המנטר את המתח והזרם המופעלים על ה-COST-jet למחשב. הפעל את תוכנת COST Power Monitor ועבור לחלונית ההגדרות.

מלא את הערוצים הנכונים המחוברים לאוסילוסקופ ולקבוע הכיול. כבה את זרימת הגז והפעל מתח שנמצא בטווח המתחים האופייני המשמש להפעלת הפריקה בפועל. עבור לחלונית Sweep וקח שלב התייחסות בזמן שהפלזמה עדיין כבויה על ידי לחיצה על כפתור החיפוש.

לאחר מציאת שלב הייחוס, הפעל שוב את הגז. לחץ על לחצן התחל והשהה כדי להתחיל או להשהות את המדידות החשמליות. לפני כל טיפול, יש לנקות את קווי אספקת הגז, להגדיר את פרמטרי הבקרה ולאפשר להתקנה זמן חימום מסוים כפי שתואר קודם לכן.

לטיפול במשטח מוצק, בחר את המרחק בין ה-COST-jet למשטח המטופל. התחל את זמן הטיפול על ידי הפעלת הפלזמה או שימוש בתריס מכני. במידת הצורך, בדוק את דפוס זרימת הגז מול המטרה באמצעות הדמיית שלירן.

לטיפול בנוזלים, שפכו את הנוזל לטיפול למיכל מתאים, תוך התחשבות בהשפעת זרימת הגז על פני הנוזל. התחל את הטיפול. הימנע מעליית לחץ על פני הנוזל עקב שינוי פתאומי בזרימת הגז, מה שעלול לגרום להתזות נוזלים לתוך גיאומטריית הפריקה.

השתמש בתריס מכני או הגדל לאט את זרימת הגז. קחו בחשבון את ערבוב הנוזל עקב חיכוך בין זרימת גז ניטרלית למשטח הנוזל. פרוטוקול זה שימש ליישום ה-COST-jet על משטחים ונוזלים שונים.

כדי להדגים את אמינות המכשיר, נמדד ההספק החשמלי בפלזמת הליום שנוצרה בחמישה התקני COST-jet שונים באמצעות זרימת גז של ליטר סטנדרטי אחד לדקה. כאן, כל צבע מייצג את אחד המכשירים. כל המכשירים מראים התנהגות דומה עם סטייה שמקורה באי הוודאות של מדידת ההספק והבדלים מיקרוסקופיים בהגדרות.

פרופיל התחריט של סרט ACH לטיפול של שלוש דקות עם סילון COST מוצג כאן. התבנית מציגה מבנה מעגלי המייצג את הסימטריה הגלילית של שפכי הפלזמה. ניתן להעריך את ההסתברות לאובדן פני השטח של חמצן אטומי על סמך פרופילי תחריט בשילוב עם סימולציות מספריות.

מערבולות בנוזל נגרמות על ידי פגיעה בזרם הגז על פני הנוזל. יריעת לייזר המאירה חלקיקי מעקב בנוזל מאפשרת לצפות במסלול ובמהירות של חלקיקים אלה באמצעות מהירות תמונת חלקיקים. ניתן לראות גם את השקע המתרחש של פני הנוזל מתחת לתעלת הגז של סילון הפלזמה.

החלק החשוב ביותר בפרוטוקול זה הוא לשמור על המערכת ניתנת לשחזור ככל האפשר. זה נעשה על ידי מדידה מדויקת של ההספק וכן ניקוי קווי אספקת הגז כדי למנוע זיהומים. באמצעות פרוטוקול זה, ניתן ליישם את ה-COST-jet על כל סוג של דגימה בצורה הניתנת לשחזור.