Name: Oppervlakken behandelen met een koud atmosferisch drukplasma met behulp van de COST-Jet (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-11-02T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 36 s
Description: Leer de COST-jet opzetten voor reproduceerbare oppervlaktebehandeling met koud atmosferisch drukplasma op vaste en vloeibare substraten. Dit protocol standaardiseert plasmatoepassingen voor vergelijkbaar onderzoek.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs danken Volker Rohwer (Institute of Experimental and Applied Physics, Kiel University) voor hulp bij de apparatuur. Het werk werd ondersteund door de DFG binnen CRC 1316 Transient Atmospheric Plasmas, in het project Cold atmospheric plasmas voor de studie van fundamentele interactiemechanismen met biologische substraten (project-ID BE 4349/5-1), en in het project Plasma-generated nitric oxide in wound healing (project-ID SCHU 2353/9-1).

1. Toevoer van voergas en gecontroleerde atmosfeer
<ol><li>Stel de gastoevoer in die bestaat uit volledig metalen gasleidingen en vermijd TPFE of soortgelijke kunststofslangen24. Houd de gastoevoerleidingen zo kort mogelijk om onzuiverheden te voorkomen en het pompen van het gastoevoersysteem te vergemakkelijken.</li>
	<li>Kies de massastroomregelaars die worden gebruikt om het voedingsgas te leveren volgens de typische gasdebieten van de COST-Jet. Gebruik werkgas met een zuiverheid van ten minste 99,999%. OPMERKING: Het primaire werkgas van de COST-Jet is helium. De verrichting kan bij stroomsnelheden tussen 100 sccm en ongeveer 5000 sccm worden gerealiseerd, met 1000 sccm die de gemeenschappelijkste waarde is.</li>
	<li>Realiseer de vermenging van reactieve gassen door een systeem dat bestaat uit meerdere massastroomregelaars. Gebruik voor kleinere mengsels een tegenmengunit om de tijd te verkorten die nodig is om het mengen te voltooien25. OPMERKING: Veel voorkomende mengsels zijn zuurstof en stikstof met een debiet in de orde van grootte van 5 sccm (0,5% van het werkgas).</li>
	<li>Voeg een klep toe tussen de gastoevoerleidingen en de straal om te voorkomen dat vochtige lucht in de gastoevoer komt wanneer het apparaat niet in gebruik is, omdat water de meest voorkomende en meest problematische onzuiverheid in atmosferische drukplasma's is, die de plasmachemie kritisch beïnvloedt.</li>
	<li>Reinig de gastoevoerleidingen vóór de oppervlaktebehandeling om onzuiverheden in de slang te verminderen. Stel hiervoor ofwel een matige gasstroom van ongeveer 1000 sccm helium in en spoel de toevoerleidingen door of pomp en vul de toevoerleidingen bij voorkeur herhaaldelijk (ongeveer drie keer). OPMERKING: Bij het eenvoudig doorspoelen van de gastoevoerleidingen kunnen meerdere uren nodig zijn om het systeem schoon te maken, afhankelijk van de staat van verontreiniging.</li>
	<li>Voeg een moleculaire zeefvanger of koude val (bijv. met vloeibare stikstof) toe aan de gastoevoerleidingen om de luchtvochtigheid in het voedingsgas verder te verlagen.</li>
	<li>Als in plaats daarvan een gecontroleerde hoeveelheid water als reagens gewenst is, voegt u een bubbler toe aan het systeem26,27.</li>
	<li>Overweeg een gecontroleerde atmosfeer voor uw experiment in te stellen, omdat veranderingen in de samenstelling van de omgevingslucht chemische reacties in het plasma-effluent kunnen beïnvloeden. OPMERKING: Dit effect is waarschijnlijk niet erg uitgesproken voor de COST-Jet28, omdat de configuratie van het elektrische veld het plasma beperkt tot de binnenkant van het ontladingskanaal, maar een belangrijke rol kan spelen voor andere CAP-apparaten waar het actieve plasma zich gedeeltelijk buiten het apparaat bevindt.</li>
</ol>2. Montage en installatie van het apparaat
<ol><li>Sluit het COST-Jet apparaat aan op een gastoevoer. Sluit het apparaat direct aan op 1/4 inch roestvrijstalen Swagelok-buizen. Gebruik adapters voor verschillende buizennormen.</li>
	<li>Sluit de COST-Jet aan op de voeding met behulp van een afgeschermde BNC-kabel met een SMC-connector.</li>
	<li>Sluit de geïntegreerde elektrische sondes aan op een oscilloscoop om spanning en stroom te bewaken met behulp van een weerstand van 50 Ohm als beëindiging.</li>
	<li>Open de COST-Jet behuizing en sluit een goed gecompenseerde commerciële spanningssonde aan op de aangedreven koperen lijn, evenals een geaard deel van de straal (bijv. de Swagelok gasbuis) en de oscilloscoop.</li>
	<li>Voer een sondekalibratieroutine uit: Breng een kleine spanning aan op de COST-Jet en stem de variabele condensator van het LC-circuit af met behulp van een schroevendraaier om de optimale koppeling te bereiken (meetspanning maximaliseren). Voer een spanningskalibratie uit door de werkelijke spanning (commerciële sonde) te vergelijken met de gemeten spanning (geïmplementeerde sonde) met behulp van lineaire regressie en bereken een kalibratieconstante. Verwijder de commerciële spanningssonde en sluit de COST-Jet behuizing.</li>
	<li>Nogmaals, breng een kleine spanning aan op de COST-Jet en stem de variabele condensator van het LC-circuit af met behulp van een schroevendraaier om de optimale koppeling te bereiken.</li>
	<li>Ontsteek een plasma in het COST-Jet-apparaat: Stel eerst een gasdebiet van ongeveer 1 slpm helium in met behulp van massadebietregelaars (MFK's). Open de klep tussen het gastoevoersysteem en de COST-Jet als laatste. Breng vervolgens een lage spanning aan op de elektroden en verhoog de amplitude totdat het plasma ontbrandt.</li>
	<li>Als de elektroden bij de eerste ontsteking onrein zijn en de ontsteking belemmeren, breng dan een hoge beginspanning aan en verminder deze snel na ontsteking. U kunt ook een vonkpistool gebruiken om een gemakkelijkere eerste ontsteking te vergemakkelijken.</li>
	<li>Stel de bedrijfsregelparameters (gasstroom, toegepaste spanning) in op de gewenste waarden.</li>
	<li>Geef de opstelling een beetje opwarmtijd om thermische stabilisatie (ca. 20 minuten) mogelijk te maken om stabiele en reproduceerbare bedrijfsomstandigheden te garanderen.</li>
	<li>Om de gassamenstelling tijdens de experimenten te wijzigen, moet u een equilibratietijd van ongeveer 2 minuten toestaan, afhankelijk van de gastoevoeropstelling. OPMERKING: De COST-Jet is nu klaar voor toepassing.</li>
</ol>3. Vermogensmeting
<ol><li>Sluit de oscilloscoop die de spanning en stroom die op de COST-Jet wordt toegepast aan op een computer.</li>
	<li>Installeer de software "COST power monitor" op de computer29 , die real-time vermogensbewaking11,19mogelijk maakt .</li>
	<li>Pas de communicatie tussen de software en de oscilloscoop aan door de vereiste commando's te implementeren voor het besturen van de specifieke oscilloscoop.</li>
	<li>Start de COST-voedingsmonitorsoftware en schakel over naar het deelvenster Instellingen. Vul de juiste kanalen in die op de oscilloscoop zijn aangesloten en de kalibratieconstante die in stap 2.4 is bepaald. OPMERKING: De find-knop kan worden gebruikt om automatisch de kalibratiefactor te berekenen als de commerciële spanningssonde aan de COST-Jet is bevestigd.</li>
	<li>Ga naar het deelvenster Sweep. Neem een referentiefase terwijl het plasma nog uit is door op de find-knop te drukken. Schakel de gasstroom vóór deze meting uit en pas een spanning toe die zich in het typische spanningsbereik bevindt dat wordt gebruikt voor de daadwerkelijke werking van de ontlading, omdat het plasma niet in de lucht zal ontbranden als gevolg van een veel hogere ontstekingsspanning in vergelijking met door edelgas gedomineerde gasmengsels. Gebruik deze meting om automatisch te corrigeren voor de relatieve faseverschuiving tussen spannings- en stroomsondes, uitgaande van een 90° fase van de perfecte condensator hier.</li>
	<li>Druk op de start- en pauzeknop om de elektrische metingen te starten of te pauzeren.</li>
	<li>Bedien de COST-Jet naar wens. Gebruik het werkelijke elektrische vermogen berekend op basis van spannings- en stroomamplitudes en hun faseverschuiving, die continu worden weergegeven in de software voor bewaking en als controleparameter.</li>
</ol>4. (Vaste) oppervlaktebehandeling
<ol><li>Stel een gecontroleerde atmosfeer in voor je experiment. OPMERKING: In het geval van de COST-Jet is de gecontroleerde atmosfeer minder belangrijk dan voor bronnen met actieve plasmachemie buiten het beperkte afvoerkanaal.</li>
	<li>Reinig de gastoevoerleidingen zoals beschreven in stap 1.5.</li>
	<li>Stel de gewenste bedrijfsparameters in en wacht ongeveer 20 minuten tot de COST-straal een stabiele temperatuur bereikt.</li>
	<li>Kies de afstand tussen de COST-Jet en het behandelde oppervlak, aangezien de afstand de hoeveelheid reactieve soorten bepaalt die op het behandelde oppervlak indringen30. Gebruik een xyz-stage om het substraat te monteren voor eenvoudige manipulatie. OPMERKING: Voor de COST-Jet voegt de veiligheidsspleet een extra millimeter toe aan de afstand tussen de plasmaontlading en het behandelde oppervlak.</li>
	<li>Start de behandelingstijd: Schakel gewoon het plasma in of gebruik een mechanische sluiter. Houd rekening met een mogelijke spanningsoverschrijding tijdens het schakelgebeurtenis die leidt tot een vernauwde ontlading. Gebruik een draaibare sluiter voor een betere controle in het ms-bereik.</li>
	<li>Behandel het monster gedurende de gewenste tijd en beëindig de behandelingstijd door het plasma uit te schakelen of door een sluiter te gebruiken.</li>
	<li>Controleer indien nodig het gasstroompatroon voor het doel met behulp van Schlieren-beeldvorming bij de behandeling van een substraat, aangezien effecten van oppervlaktelading, ionenweerstandskrachten of omgevingsluchtmenging als gevolg van drijfvermogen de hoeveelheid reactieve soorten die een oppervlak bereiken, kunnen beïnvloeden.</li>
</ol>5. Vloeibare behandeling
<ol><li>Stel een gecontroleerde atmosfeer in voor het experiment.</li>
	<li>Reinig de gastoevoerleidingen zoals beschreven in stap 1.5.</li>
	<li>Stel de gewenste bedrijfsparameters in en wacht ongeveer 20 minuten tot de COST-straal een stabiele temperatuur heeft bereikt.</li>
	<li>Kies de afstand tussen de COST-Jet en de behandelde vloeistof.</li>
	<li>Giet de te behandelen vloeistof in een geschikte container. Gebruik inert materiaal om reacties van mogelijk gegenereerde reactieve soorten in de vloeistof met de container te voorkomen. Kies de grootte van de container op basis van het volume vloeistof dat wordt behandeld.</li>
	<li>Houd rekening met de invloed van de gasstroom op het vloeibare oppervlak: Afhankelijk van het gasdebiet, moet u zich bewust zijn van een concave meniscus die zich kan vormen, waardoor de afstand tussen plasma en vloeibaar oppervlak verandert.</li>
	<li>Start de behandeling. Vermijd drukpieken op het oppervlak van de vloeistof veroorzaakt door een plotselinge verandering in de gasstroom, omdat dit vloeistofspatten in de afvoergeometrie kan veroorzaken, mogelijk kortsluiting veroorzaakt en zeker het plasma vervuilt. Gebruik in plaats daarvan een mechanische sluiter of verhoog langzaam de gasstroom.</li>
	<li>Houd rekening met het mengen/roeren van de vloeistof als gevolg van wrijving tussen neutrale gasstroom en vloeistofoppervlak, omdat dit transportprocessen en concentratieprofielen in de vloeistof beïnvloedt. Bovendien, afhankelijk van de behandelingstijd, correct voor de verdamping van vloeistof tijdens de behandeling (bijv. bij het berekenen van reactieconstanten). Afhankelijk van de plasmabron, moet u zich bewust zijn van deze verdamping die mogelijk een terugkoppeling naar de ontlading veroorzaakt, waardoor de plasmachemie verandert.</li>
	<li>Houd er ook rekening mee dat de reactiviteit met mogelijke reagentia in vloeistoffen ook wordt beïnvloed door de oppervlakteactiviteit van dit middel. In sommige gevallen kunnen oppervlakteactieve stoffen dus een belangrijke rol spelen in de interactie tussen kortlevende soorten en vloeistoffen.</li>
</ol>

De auteurs hebben niets bekend te maken.

Hier demonstreren we het gebruik van een atmosferische drukplasmastraal voor oppervlaktebehandelingen van verschillende materialen. De experimentele opstelling voor een atmosferische drukplasmastraal kan een enorm effect hebben op de plasmaparameters, chemie en prestaties en beïnvloedt bijgevolg de uitkomst van plasmabehandelingen en is een cruciale stap in het protocol.
Als voorbeeld spelen de gastoevoerleidingen een belangrijke rol met betrekking tot de meest voorkomende onzuiverheid in het voedingsgas van het plasma dat vochtigheid is. In het bijzonder wordt de productie van reactieve stikstofsoorten in het plasma verminderd, terwijl de productie van reactieve zuurstofsoorten wordt bevorderd, vanwege de lage ionisatie-energie van zuurstof in vergelijking met watermoleculen en stikstof35. Winter24 ontdekte dat de luchtvochtigheid van het voergas afkomstig van watermoleculen op het oppervlak van de binnenband een orde van grootte hoger is met behulp van polymere buizen in vergelijking met metalen buizen vanwege de hogere porositeit en opslagcapaciteit. Het kan worden verminderd door de leidingen door te spoelen met voergas. Het drogen van de lijn door middel van spoelen duurt echter een paar uur. Daarom moeten polymere buizen worden vermeden of op zijn minst zo kort mogelijk worden gehouden. Deze bevindingen worden onderstreept door studies uit Große-Kreul25. Ze vergeleken het effect van polyamide en roestvrijstalen buizen op de plasmachemie met behulp van massaspectrometrie. Hun metingen bevestigen de ionenvorming van waterclusters in het plasma als gevolg van wateruitgassing uit polymere buizen en snellere droogtijden met metalen buizen. Daarnaast onderzochten ze het effect van gaszuiveringsmethoden zoals een moleculaire zeefval en een vloeibare stikstofkoude val op de plasmachemie, die hielpen om de hoeveelheid onzuiverheden met ongeveer twee ordes van grootte te verminderen.
In plaats van te proberen het voedergas te zuiveren, is er ook de aanpak van het toevoegen van een gecontroleerde hoeveelheid vochtigheid. Aangezien deze opzettelijke onzuiverheid vervolgens de natuurlijke onzuiverheden domineert en zo de plasmachemie controleert, zijn reproduceerbare omstandigheden verzekerd zolang de hoeveelheid toegevoegde vochtigheid precies bekend is.
Voor de ontsteking van de ontlading kan de toegepaste spanning op de elektroden meestal eenvoudig worden verhoogd tot het punt van afbraak. Afhankelijk van de oppervlakteomstandigheden van de elektroden is soms echter een hoogspanning nodig. Om de ontsteking te vergemakkelijken, kan een hoogspanningsvonkpistool worden gebruikt. Dit kan ook nuttig zijn bij het ontsteken van een argonontlading in de COST-Jet.
Voordat de COST-Jet op oppervlakken wordt aangebracht, moet voldoende tijd worden uitgetrokken om het apparaat op gelijke hoogte te brengen. Wanneer de COST-Jet is ingesteld op de gewenste besturingsparameters, heeft hij ongeveer 20 minuten nodig om stabiele omstandigheden te bereiken11. Gedurende deze tijd bereiken de temperatuur van het apparaat, de gastemperatuur en de plasmachemie een stabiele toestand.
Voor vergelijking van wetenschappelijke resultaten zijn vergelijkbare plasmacontroleparameters nodig. Voor het meten van het elektrische ingangsvermogen kan de COST-vermogensmonitor worden gebruikt29. De software is open-source en compatibel met een reeks verschillende soorten oscilloscopen. De software werkt volgens het principe beschreven door Golda19.
Naast het effect van de luchtvochtigheid van het voergas op de plasmachemie, speelt het transport van reactieve soorten van het plasma naar het substraat een belangrijke rol in de effluentsamenstelling en is het een andere cruciale stap in het protocol. De omringende atmosfeer kan de soorten beïnvloeden die in het plasma worden gecreëerd op weg naar het substraat. Om deze invloed tot een minimum te beperken, worden twee verschillende concepten gebruikt: (i) Ten eerste kan een gecontroleerde atmosfeer worden ingesteld die bestaat uit het voedergas. Zo kan de samenstelling van de omringende atmosfeer constant worden gehouden. Afhankelijk van het zuiverheidsniveau dat nodig is voor de behandeling, kan de gecontroleerde atmosfeer worden gerealiseerd via beschermende behuizingen die zijn uitgerust met een eenrichtingsklep om overdruk te voorkomen. Voor hogere zuiverheidsniveaus kan een vacuümkamer met een pomp worden gebruikt. ii) Ten tweede kan een gecontroleerde atmosfeer worden gecreëerd door gebruik te maken van een afschermend gasgordijn rond het plasma-effluent36,37. Meestal bestaat het uit een inert gas, maar het kan ook worden gevarieerd afhankelijk van de behoeften van de toepassing.
Gelukkig is voor de COST-Jet de invloed van de omringende atmosfeer vergelijkbaar laag. Met behulp van isotopenetikettering heeft Gorbanev aangetoond dat voor een plasmastraal met parallelle veldconfiguratie de reactieve zuurstof- en stikstofsoorten die een vloeibaar oppervlak bereiken, werden gevormd in de plasmagasfase en in het gebied tussen het plasmamondstuk en het monster38,39. Daarentegen ontdekten ze met dezelfde techniek voor de COST-Jet dat RONS bijna uitsluitend afkomstig was uit de plasmafase in plaats van de omgeving28. Dit komt waarschijnlijk doordat het elektrische veld beperkt blijft tot het plasmakanaal van de COST-Jet-ontlading. Dit maakt de plasmaontlading grotendeels onafhankelijk van zijn omgeving en geeft het een bepaald afgelegen karakter.
Voor een longitudinale elektrische veldplasmastraal hebben Darny et al.40 aangetoond dat de polariteit van het elektrische veld het gasstroompatroon wijzigt en dus ook op de reactieve soorten die een doel bereiken als gevolg van ionische wind. De afhankelijkheid van de reactieve soortdichtheid van het milieu werd bevestigd door metingen door Stancampiano et al.7. Ze rapporteerden over het verschil in het aantal reactieve soorten dat in behandeld water werd gecreëerd, afhankelijk van de elektrische kenmerken. Om deze verschillen te compenseren, moesten ze een compenserend elektrisch circuit creëren. Dit gedrag is verschillend voor DE KOSTEN-Straal: Figuur 5 vergelijkt Schlieren beelden van de COST-Jet zonder toegepaste spanning en tijdens bedrijf voor twee verschillende gasdebieten. De foto's zijn gemaakt met behulp van een enkele spiegel inline uitlijning zoals beschreven door Kelly41. Ze laten zien hoe het horizontaal uitgelijnde COST-Jet effluent een vlakglassubstraat raakt. Beide afbeeldingen tonen exact hetzelfde gasstroompatroon. Dit is het gevolg van het gebrek aan ionische wind als gevolg van de afwezigheid van geladen soorten in het plasma-effluent.
Bovendien vertoont de COST-Jet een zeer laminair stromingspatroon. Kelly41 toonde Schlieren-afbeeldingen vergelijkbaar met die in figuur 5, voor verschillende gasdebieten. Zelfs bij een vergelijkbaar hoog gasdebiet van 2 slpm vertoont het plasma-effluent geen tekenen van turbulentie. Bij een zeer laag gasdebiet van 0,25 slpm en lager begint het drijfvermogen van het heliumuitvloeiingsmiddel een rol te spelen. Tot 4 – 5 mm afstand van het mondstuk heeft de omgevingslucht echter geen invloed op de gassamenstelling die het oppervlak bereikt, zoals door Ellerweg met behulp van massaspectrometrie17is aangetoond.
Alle bovengenoemde kenmerken dragen bij aan het afstandsbedieningskarakter van de COST-Jet. Dit maakt het een ideale kandidaat voor de gecontroleerde, vergelijkbare behandeling van oppervlakken.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61801/61801fig05.jpg"> Figuur 5: Schlieren afbeeldingen van de COST-Jet met en zonder toegepaste spanning voor twee verschillende gasdebieten. Tijdens plasmabewerking lijkt het gasstroompatroon precies op het patroon met alleen de gasstroom. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61801/61801fig05large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.</a>
Afhankelijk van het gewenste effect op het behandelde monster kunnen de regelparameters gasstroommengsel, toegepast elektrisch vermogen en afstand tussen plasmabron en oppervlak dienovereenkomstig worden aangepast. Voor de COST-Jet bestaat een brede literatuurdatabase van studies die reactieve soorten in het effluent onderzoeken. Willems30 meet bijvoorbeeld de atoomzuurstofdichtheid met behulp van massaspectrometrie, terwijl Schneider42 atomaire stikstofdichtheden in het effluent meet.
De behandeling van vloeistoffen met atmosferisch drukplasma kan een verscheidenheid aan mogelijke reactiemechanismen veroorzaken die worden aangedreven door reactieve soorten, ionen, fotonen of elektrische velden. Vanwege de eerder beschreven kenmerken van de COST-Jet is het effect van het elektrische veld, ionen en fotonen verwaarloosbaar in vergelijking met plasmabronnen waar het plasma in direct contact staat met vloeistoffen. Daarom werd voor het bestuderen van het effect van kortstondige reactieve soorten zoals atoomzuurstof op een fenoloplossing de COST-jet gebruikt door Hefny43 en Benedikt44. Bovendien biedt de COST-Jet een handige mogelijkheid om experimenten en numerieke simulaties van vloeistofbehandeling te vergelijken28. Aangezien de interactie tussen plasma en vloeistof wordt gedomineerd door de gasstroom van reactieve soorten van plasma naar het vloeibare oppervlak, kan de complexiteit van het model worden verminderd.
De gasstroom veroorzaakt roeren van de vloeistof verhoogt de reactiesnelheid tussen plasma gegenereerde reactieve soorten en de vloeistof. In tegenstelling tot oppervlaktebehandelingen van vaste stoffen verandert de convectie van de vloeistof voortdurend de lokale concentratie van reactanten. Bovendien worden de reactiesnelheden tussen plasmagegenereerde soorten met reactanten in vloeistof ook beïnvloed door de oppervlakteactiviteit van deze reactanten. Met toenemende oppervlakteactiviteit neemt de concentratie van de reactant aan het vloeibare oppervlak toe. Deze oppervlakteactieve stoffen kunnen een belangrijke rol spelen in de reactiviteit van kortlevende soorten die door het plasma worden gegenereerd.
Naast het roeren veroorzaakt de gasstroom die het vloeibare oppervlak aanstijgt ook verdamping die in aanmerking moet worden genomen. Met behulp van de COST-Jet met korte behandelingstijden kan de verdamping een kleine rol spelen, hoewel er nog steeds rekening moet worden gehouden met het berekenen van de juiste reactiesnelheden. De afvoer van de COST-Jet wordt niet beïnvloed door de verdamping en daarom wordt ook de plasmachemie niet beïnvloed. Voor verschillende plasmabronnen, waarbij het plasma bijvoorbeeld in direct contact staat met vloeistof, verandert de plasmachemie aanzienlijk met verdamping, zoals blijkt uit Tian en Kushner45 voor een diëlektrische barrièreafvoer. Ook voor de kINPen werd een effect van verdamping bepaald46.
Naast deze genoemde verschillen in plasmachemie die in aanmerking moeten worden genomen voor verschillende plasmabronnen, ook de topologie van de meniscus veroorzaakt door gasstroom op veranderingen in het vloeibare oppervlak. De diepte van deze meniscus is meestal afhankelijk van de gassnelheid. Voor plasmabronnen waarbij de elektrodeconfiguratie een significant elektrisch veld induceert dat de vloeistof bereikt of zelfs met een plasma dat in contact komt met de vloeistof, kan deze meniscus worden verhoogd47,48. Zoals aangetoond, moeten verschillende effecten worden overwogen op basis van de gebruikte plasmabron.
In de toekomst kan dit protocol worden gebruikt om oppervlakte- en vloeistofbehandelingen uit te voeren en te beschrijven met behulp van de COST-Jet. Het is een stabiele, reproduceerbare plasmabron met een uniek afgelegen karakter onder de overvloed aan verschillende plasmastraalontwerpen. Dezelfde methoden zijn niet beperkt tot de COST-Jet-bron en kunnen worden gewijzigd en aangepast aan gebruik met elke koude atmosferische drukplasmabron.

Koude atmosferische drukplasma's (CAPs) hebben de afgelopen jaren een verhoogde belangstelling getrokken vanwege hun potentieel voor oppervlaktebehandelingstoepassingen. CAPs worden gekenmerkt door hun niet-evenwichtseigenschappen, waardoor complexe plasmachemie mogelijk is met een hoge dichtheid van reactieve soorten met behoud van een lage thermische impact op behandelde monsters. Daarom worden CAPs met name overwogen voor de behandeling van biologisch weefsel1,2,3,4. Talrijke concepten en ontwerpen van CAPs worden met succes gebruikt voor wonddesinfectie en genezing, bloedstolling en kankerbehandeling, naast andere biomedische toepassingen. Een groot deel van het biologische weefsel bevat vloeistoffen. Daarom is het onderzoek ook steeds meer gericht op het onderzoeken van de effecten van CAPs op vloeibare oppervlakken zoals celmedium of water5,6,7.
De wetenschappelijke resultaten hebben echter vaak te kampen met betrouwbaarheids - en reproduceerbaarheidsproblemen8,9,10. Aan de ene kant zijn de behandelde biologische substraten onderhevig aan natuurlijke variaties. Aan de andere kant werden biologische mechanismen zelden direct toegeschreven aan plasmaprocessen (zoals elektrische velden, UV-straling en lang- en kortlevende soorten, enz.). Bovendien zijn deze plasmaprocessen op hun beurt sterk afhankelijk van de individuele plasmabron en het exacte type toepassing ervan.
Bovendien zijn gedetailleerde protocollen voor behandelingsprocedures zelden beschikbaar. Dit maakt het moeilijk om de invloed van een bepaalde plasmaparameter op het resultaat van de behandeling te isoleren, waardoor de verkregen resultaten niet overdraagbaar zijn.
Daarom zijn er onlangs verschillende pogingen gedaan om de behandeling van oppervlakken, weefsels en vloeistoffen te standaardiseren met behulp van koude atmosferische drukplasma's. Hier presenteren we slechts enkele geselecteerde voorbeelden.
<ol><li>Om de directe vergelijking van verschillende plasmabronnen te vereenvoudigen, werd een referentiebron ontwikkeld. Geïnspireerd door de lagedrukplasmagemeenschap werd in het kader van de COST-actie MP 1101 een reproduceerbaar en stabiel ontladingsontwerp (COST-Jet) ontwikkeld dat als referentiebron kan dienen voor toekomstig biomedisch onderzoek11.</li>
	<li>Om vergelijkbaarheid mogelijk te maken, zijn referentieprotocollen voor individuele toepassingen ontwikkeld. Om de vergelijking van de antimicrobiële eigenschappen van koude atmosferische drukplasma's te standaardiseren, hebben Mann et al. bijvoorbeeld een referentieprotocol voor micro-organismenbehandeling gedefinieerd door de behandelingstijd per oppervlakte-eenheid te normaliseren12.</li>
	<li>Voor een flexibelere aanpak ontwikkelden Kogelheide c.s. een methode om plasma-geïnduceerde chemische modificaties op macromoleculen te onderzoeken13. Met behulp van tracerverbindingen zoals cysteïne en of cysteïnebevattend glutathion (GSH) in combinatie met FTIR en massaspectrometrie probeerden ze de chemische modificaties op biologische substraten te extrapoleren. Met behulp van deze methode zijn verschillende plasmabronnen zoals de COST-Jet, de kinPen en de Cinogy DBD al vergeleken met14,15,16.</li>
	<li>Om individuele plasmabronnen rechtstreeks te vergelijken, moeten vergelijkbare controleparameters worden vastgesteld. Basisplasmaparameters zoals elektronentemperatuur, elektronendichtheid en de fluxdichtheden van reactieve soorten zijn moeilijk te meten in atmosferische drukplasma's, omdat dergelijke plasma's vaak van voorbijgaande aard zijn en hun afmetingen klein zijn. In plaats daarvan worden externe regelparameters zoals generatorvermogen, toegepaste spanning of ontsteking en vlampunten vaak als referentie gebruikt, vooral bij het vergelijken van resultaten met simulaties17,18. Meer recentelijk is het gemeten elektriciteitsverbruik gebruikt als een betrouwbaardere controleparameter19,20,21.</li>
</ol>Ondanks deze inspanningen kan het vergelijken van de resultaten van verschillende studies nog steeds onmogelijk zijn, simpelweg vanwege de uitdaging om een plasmabron correct op een oppervlak aan te brengen. Er zijn een groot aantal veel voorkomende valkuilen die moeten worden aangepakt bij het werken met atmosferische drukplasmatoepassingen zoals de invloed van externe elektrische velden (compensatiecircuits), terugkoppelingslussen tussen plasma en omgeving (afgeschermde atmosfeer), soortentransport (ionische wind) en controleparameters (spanning, stroom, vermogen).
Het belangrijkste doel van dit werk is om een grondig, gedetailleerd protocol te bieden over de toepassing van de COST-Jet voor oppervlaktebehandelingen. De COST-Jet is een betrouwbare plasmabron die is ontwikkeld voor wetenschappelijke referentiedoeleinden in plaats van voor industrieel of medisch gebruik. Het biedt reproduceerbare lozingsvoorwaarden en een brede databank van beschikbare studies22,23. De COST-Jet is gebaseerd op een homogeen, capacitief gekoppeld RF-plasma. Omdat het elektrische veld loodrecht op de gasstroom is beperkt, worden geladen soorten meestal in het ontladingsgebied gehouden en hebben ze geen interactie met het doel of de omringende atmosfeer. Bovendien zorgt de laminaire gasstroom voor reproduceerbare plasmachemische omstandigheden in het plasma-effluent.
In dit artikel gaan we in op de meest voorkomende uitdagingen en introduceren we mogelijke oplossingen die in de literatuur zijn gebruikt. Deze omvatten een goede gastoevoer, afvoerregeling, invloed van de omgevingslucht en oppervlaktevoorbereiding. De naleving van het hier gepresenteerde protocol moet de reproduceerbaarheid en vergelijkbaarheid van de metingen waarborgen.
Het protocol kan ook als voorbeeld dienen voor andere atmosferische drukbronnen. Het moet worden verfijnd voor andere straalplasmabronnen volgens de individuele gasstroom en elektrische veldconfiguratie. Waar van toepassing zullen we proberen te wijzen op mogelijke aanpassingen van het protocol. De beschreven stappen moeten worden overwogen en gerapporteerd bij het publiceren van studies waarbij atmosferische drukplasma's op behandelde monsters worden toegepast.

<table><tbody><tr><td>COST power monitor software</td><td>home-built</td><td></td><td>volgens www.cost-jet.eu en J Golda et al 2016 J. Phys. D: Appl. Phys. 49 084003</td></tr><tr><td>COST-Jet (inclusief afstemkring)</td><td>home-built</td><td></td><td>volgens www.cost-jet.eu en J Golda et al 2016 J. Phys. D: Appl. Phys. 49 084003</td></tr><tr><td>stroomsonde</td><td>home-built</td><td></td><td>geïntegreerd in de COST-Jet</td></tr><tr><td>gastoevoersysteem</td><td>Swagelok</td><td></td><td>roestvrij staal</td></tr><tr><td>helium</td><td>Air Liquide</td><td></td><td>99,999 % zuiverheid</td></tr><tr><td>massaflowcontroller (MFC)</td><td>Analyt-MTC</td><td>serie 358</td><td>5000 sccm</td></tr><tr><td>MFC</td><td>Analyt-MTC</td><td></td><td>50 sccm</td></tr><tr><td>oscilloscoop</td><td>Agilent Technologies</td><td>DSO7104B</td><td>bandbreedte 1 GHz, resolutie 4 Gsa/s</td></tr><tr><td>zuurstof</td><td>Air Liquide</td><td></td><td>99,9999 % zuiverheid</td></tr><tr><td>voeding</td><td>home-built</td><td></td><td>volgens www.cost-jet.eu en J Golda et al 2016 J. Phys. D: Appl. Phys. 49 084003</td></tr><tr><td>spanningssonde</td><td>Tektronix</td><td>P5100A</td><td></td></tr><tr><td>xyz-stage</td><td>Zaber</td><td>ZAB-X-XAZ-LSM0100A-K0059-SQ3</td><td></td></tr></tbody></table>

oppervlakken behandelen met een koud atmosferisch drukplasma met behulp van de cost-jet

Treating Surfaces with a Cold Atmospheric Pressure Plasma using the COST-Jet

In de afgelopen jaren zijn niet-thermische atmosferische drukplasma's veel gebruikt voor oppervlaktebehandelingen, met name vanwege hun potentieel in biologische toepassingen. De wetenschappelijke resultaten lijden echter vaak aan reproduceerbaarheidsproblemen als gevolg van onbetrouwbare plasmaomstandigheden en complexe behandelingsprocedures. Om dit probleem aan te pakken en een stabiele en reproduceerbare plasmabron te bieden, is de COST-Jet referentiebron ontwikkeld.
In dit werk stellen we een gedetailleerd protocol voor om betrouwbare en reproduceerbare oppervlaktebehandelingen uit te voeren met behulp van de COST-referentiemicroplasmastraal (COST-Jet). Veel voorkomende problemen en valkuilen worden besproken, evenals de eigenaardigheden van de COST-Jet in vergelijking met andere apparaten en het voordelige externe karakter ervan. Een gedetailleerde beschrijving van zowel vaste als vloeibare oppervlaktebehandeling wordt verstrekt. De beschreven methoden zijn veelzijdig en kunnen worden aangepast voor andere soorten atmosferische drukplasma-apparaten.

Met behulp van de hierboven beschreven methoden en apparatuur hebben we de COST-Jet voorbeeldig toegepast op verschillende oppervlakken en vloeistoffen. Figuur 1 toont de experimentele opstelling die voor de behandeling wordt gebruikt, inclusief de voeding, het gastoevoersysteem, de spannings- en stroomsondes, evenals een gecontroleerde atmosfeer en een mechanische sluiter.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61801/61801fig01.jpg"> Figuur 1: Experimentele opstelling gebruikt voor de plasmabehandeling van oppervlakken en vloeistoffen met behulp van de COST-Jet. Een koude val wordt gebruikt om het voedergas te zuiveren. De gecontroleerde atmosfeer wordt gerealiseerd door een gepompte vacuümkamer bij atmosferische druk. De mechanische sluiter vergemakkelijkt het tijdsbeheer van vaste en vloeibare oppervlaktebehandeling. De flexibele fase maakt het mogelijk om de afstand tussen de plasmastraal en het oppervlak te regelen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61801/61801fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.</a>
Met behulp van de spannings- en stroomsonde die in de COST-Jet is geïmplementeerd, kan het afgevoerde elektrische vermogen worden berekend. Figuur 2 toont het gemeten elektrische vermogen in een heliumplasma dat wordt gegenereerd in vijf verschillende COST-Jet-apparaten met een gasstroom van 1 slpm. Alle apparaten vertonen vergelijkbaar gedrag. De afwijking tussen de verschillende apparaten komt voort uit de onzekerheid van de vermogensmeting en microscopische verschillen in de opstellingen zoals de elektrodeafstand. Riedel22heeft meer gedetailleerde metingen uitgevoerd van reactieve soorten (bv. atoomzuurstof en ozon), temperatuur en vermogen, alsmede meting van bacteriedodende activiteit.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61801/61801fig02.jpg"> Figuur 2: Gedissipeerd vermogen als functie van toegepaste spanning in een heliumplasma. De gegevens vertegenwoordigen vijf identieke COST-Jet-apparaten34. De kleine afwijkingen bij hoge spanningen zijn te wijten aan onzekerheden van de meting en kleine afwijkingen in de geometrie van het gasafvoerkanaal22. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61801/61801fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.</a>
Figuur 3 toont het etsprofiel van een a:C-H-film voor een behandeling van 3 minuten met de COST-Jet met behulp van een gasstroom van 1,4 slpm helium met een mengsel van 0,5% zuurstof gemeten met behulp van een beeldvormingsspectroscopische reflectometer31. Het etspatroon toont een cirkelvormige structuur die de cilindrische symmetrie van het plasma-effluent vertegenwoordigt. Op basis van etsprofielen in combinatie met numerieke simulaties kon de kans op oppervlakteverlies van atoomzuurstof worden geschat.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61801/61801fig03.jpg"> Figuur 3: Etsprofiel van een plasmabehandelde a:C-H film. De dip in de film werd geëtst met behulp van een gasmengsel van 1,4 slm helium met een mengsel van 0,6% zuurstof bij een spanning van 230 Vrms en een behandelingstijd van 3 min.31<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61801/61801fig03large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
Figuur 4 toont de voorkomende wervels in vloeistof veroorzaakt door de gasstroom die het vloeibare oppervlak aanstist. Een laserplaat die tracerdeeltjes in de vloeistof verlicht, maakt het mogelijk om de baan en snelheid van deze deeltjes te observeren via deeltjesbeeld velocimetry en daarom de vloeistofstroom te bestuderen32. Het is belangrijk om rekening te houden met vergelijkbare dichtheden van de zaaideeltjes en de vloeistof, zodat de trajecten van de deeltjes de beweging van vloeistof vertegenwoordigen. Met deze visualisatie van de vloeistofstroommetingen en numerieke simulaties kunnen33worden vergeleken . De wervels zijn te wijten aan de oppervlaktewrijving tussen de effluentgasstroom en het vloeibare oppervlak. Figuur 4 toont ook de optredende depressie van het vloeibare oppervlak onder het gaskanaal van de plasmastraal, de zogenaamde meniscus. Het wordt gevisualiseerd door een blauwe lijn.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61801/61801fig04.jpg"> Figuur 4: Foto van verlichte maïzenadeeltjes in 3 ml water geroerd door de gasstroom. De wervels zijn te wijten aan de oppervlaktewrijving tussen de effluentgasstroom en het vloeibare oppervlak. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61801/61801fig04large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.</a>

Dit protocol wordt gepresenteerd om de installatie, behandeling en toepassing van de COST-Jet te karakteriseren voor de behandeling van diverse oppervlakken zoals vaste stoffen en vloeistoffen.

Oppervlakken behandelen met een koud atmosferisch drukplasma met behulp van de COST-Jet

In recent years, non-thermal atmospheric pressure plasmas have been used extensively for surface treatments, in particular, due to their potential in ...

Door de stappen van dit protocol te volgen, zou elke wetenschapper in staat moeten zijn om de COST-jet op te zetten, het toegepaste vermogen te meten en het atmosferische drukplasma dat in het apparaat wordt gegenereerd, op een reproduceerbare manier op een vast of vloeibaar substraat aan te brengen. Het aanbrengen van de COST-jets op monsters zoals biologische substraten maakt directe vergelijking mogelijk tussen onderzoeksresultaten van verschillende groepen, evenals directe vergelijking tussen simulatie en experiment. Wanneer toegepast op complexe systemen zoals biologische substraten en vloeistoffen, kunnen de COST-jets ons echt helpen het probleem te vereenvoudigen en ons te concentreren op de interessante wetenschap.Voor de behandeling, bereid de experimentele opstelling voor door de gastoevoer met alle metalen gasleiding te regelen. Kies de massastroomregelaars die worden gebruikt om het toevoergasm te leveren, vermijd TPFE of soortgelijke plastic buizen. Realiseer de menging van reactieve gassen met een systeem bestaande uit meerdere massastroomregelaars.Voor kleinere mengsels, gebruik een tegenmengingseenheid om de tijd die nodig is voor het volledige mengen te verkorten. Voeg een klep toe tussen de gastoevoerleidingen en de jet. Reinig de gastoevoerleidingen voor de oppervlaktebehandeling door ze ongeveer drie keer te pompen en opnieuw te vullen.Voeg een pomp toe aan het systeem en zet deze aan, schakel vervolgens de pomp uit en zet de gasstroom aan. Voeg een moleculaire zeefval of koude val toe. Verbind het COST-jet-apparaat met een gastoevoer en de stroomvoorziening, verbind vervolgens de geïntegreerde elektrische sondes met een oscilloscoop.Compenseer goed een commerciële spanningssonde. Open de behuizing van de COST-jet door twee van de schroeven te verwijderen en sluit de commerciële spanningssonde aan op de gevoede koperen lijn en het geaarde deel van de jet. Voer vervolgens een sondekalibratieroutine uit.Breng een kleine spanning aan op de COST-jet en pas de variabele condensator van de LC-circuit met een schroevendraaier aan om de optimale koppeling te bereiken. Voer een spanningskalibratie uit door de werkelijke spanning te vergelijken met de gemeten spanning met behulp van lineaire regressie en bereken een kalibratieconstante. Verwijder de commerciële spanningssonde en sluit de behuizing van de COST-jet.Breng opnieuw een kleine spanning aan op de COST-jet en pas de variabele condensator van de LC-circuit met een schroevendraaier aan om de optimale koppeling te bereiken. Stel een gasstroomsnelheid in van ongeveer één standaardliter per minuut helium in met behulp van de massastroomregelaars. Open de klep tussen het gastoevoersysteem en de COST-jet, breng vervolgens een lage spanning aan op de elektroden en verhoog de amplitude totdat het plasma ontsteekt.Laat de opstelling ongeveer 20 minuten opwarmen. Verbind de oscilloscoop die de spanning en stroom bewaakt die op de COST-jet wordt toegepast, met een computer. Start de COST Power Monitor-software en schakel over naar het Instellingen-paneel.Vul de juiste kanalen in die zijn verbonden met de oscilloscoop en de kalibratieconstante. Schakel de gasstroom uit en breng een spanning aan die in het typische bereik van spanningen valt die worden gebruikt voor de daadwerkelijke werking van de ontlading. Ga naar het Veeg-paneel en neem een referentiefase terwijl het plasma nog uit staat door op de knop Zoeken te drukken.Na het vinden van de referentiefase, zet het gas weer aan. Druk op de Start en Pauze-knop om de elektrische metingen te starten of te pauzeren. Reinig voorafgaand aan elke behandeling de gastoevoerleidingen, stel de bedieningsparameters in en geef de opstelling wat opwarmtijd zoals eerder beschreven.Voor behandeling van vaste oppervlakken, kies de afstand tussen de COST-jet en het te behandelen oppervlak. Start de behandeling door het plasma aan te zetten of een mechanische sluiter te gebruiken. Indien nodig, controleer het gasstroompatroon voor het doelwit met behulp van Schlieren-beelden.Voor vloeistofbehandeling, giet de te behandelen vloeistof in een geschikte container, houd rekening met de invloed van de gasstroom op het vloeistofoppervlak. Start de behandeling. Vermijd drukstijgingen op het oppervlak van de vloeistof door een plotselinge verandering in gasstroom, wat vloeistofpatten zou kunnen veroorzaken in de ontlaadgeometrie.Gebruik een mechanische sluiter of verhoog langzaam de gasstroom. Houd rekening met de menging van de vloeistof als gevolg van wrijving tussen neutraal gasstroom en vloeistofoppervlak. Dit protocol werd gebruikt om de COST-jet op verschillende oppervlakken en vloeistoffen toe te passen.Om de betrouwbaarheid van het apparaat te demonstreren, werd het elektrische vermogen in een heliumplasma dat in vijf verschillende COST-jet-apparaten werd gegenereerd, gemeten met behulp van een gasstroom van één standaardliter per minuut. Hier vertegenwoordigt elke kleur een van de apparaten. Alle apparaten vertonen vergelijkbaar gedrag met afwijkingen die voortkomen uit de onzekerheid van de vermogensmeting en microscopische verschillen in de opstellingen.Het etchprofiel van een ACH-film voor een behandeling van drie minuten met de COST-jet wordt hier getoond. Het patroon vertoont een cirkelvormige structuur die de cilindrische symmetrie van de plasma-uitlaat vertegenwoordigt. De oppervlakteverlieswaarschijnlijkheid van atomair zuurstof kan worden geschat op basis van etchprofielen in combinatie met numerieke simulaties.Voortjes in vloeistof worden veroorzaakt door een gasstroom die op het vloeistofoppervlak botst. Een laserstroom die tracerdeeltjes in de vloeistof verlicht, maakt het mogelijk om de baan en snelheid van deze deeltjes waar te nemen via particle image velocimetry. De optredende depressie van het vloeistofoppervlak onder de gaskanaal van de plasmastraal kan ook worden waargenomen.Het belangrijkste deel van dit protocol is om het systeem zo reproduceerbaar mogelijk te houden. Dit wordt gedaan door het vermogen nauwkeurig te meten en de gastoevoerleidingen schoon te maken om verontreinigingen te voorkomen. Met behulp van dit protocol kan de COST-jet op een reproduceerbare manier op elk type monster worden toegepast.

treating-surfaces-with-cold-atmospheric-pressure-plasma-using-cost

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

This video presents a method for triggering differentiation in neural stem cells by utilizing cold atmospheric plasma. This generates UV radiation and reactive molecules to stimulate nerve cells to produce projections, indicating neuronal cell differentiation.

Stimulating Nerve Stem Cell Differentiation Using Cold Atmospheric Plasma Treatment

Source: Yan, X., et. al., New Application of an Atmospheric Pressure Plasma Jet as a Neuro-protective Agent Against Glucose Deprivation-induced Injury of SH-SY5Y Cells. J. Vis. Exp. (2017)The video demonstrates the neuroprotective activity of low-dose atmospheric pressure plasma treatment in glucose-deprived neuroblastoma cells by modulating oxidative stress and enhancing cell viability.

Assessing Atmospheric Pressure Plasma Treatment in Glucose-Deprived Neuroblastoma Cells 

Een plasma-geïnduceerde polymerisatie werkwijze beschreven voor het oppervlakte-geïnitieerde polymerisatie van polymeermembranen. Verdere postmodification van de geënte polymeer met meekleurende stoffen wordt gepresenteerd met een protocol van het uitvoeren permeabiliteitsmetingen van licht-responsieve membranen.

Voorbereiding van de Light-responsieve membranen door een gecombineerde oppervlakte-enting en Postmodification Proces

Deze film laat zien hoe een atmosferische plasmabrander kan worden ontstoken door microgolven zonder extra ontstekers en biedt een stabiele en continue plasma-operatie die geschikt is voor tal van toepassingen.

Hoe maak je een atmosferische druk Magnetron Plasma Torch Ignite zonder extra vonkonststekers

Er werd een experimentele opstelling gecreëerd voor de helium-gestuurde kHz frequentieplasmastraal. De opstelling omvat een kooi voor de plasmavoeding en straal en een in eigen huis gebouwde reactor om plasma-geïnduceerde reactieve soorten te monitoren zonder de interferentie van de omgevingslucht.

Een atmosferische druk Plasma Setup om de reactieve species Formatie Onderzoek

Biofilms op oppervlakken kunnen effectief en snel worden verwijderd door gebruik te maken van een periodieke straal van kooldioxide-aerosols zonder stikstofzuivering.

Biofilm verwijderen Met behulp van Carbon Dioxide aerosols zonder stikstofspoeling

In dit artikel wordt een vloeiende magnetronreactor beschreven die wordt gebruikt om efficiënte niet-evenwichtskemie te richten voor de toepassing van omzetting / activering van stabiele moleculen zoals CO 2 , N 2 en CH 4 . Het doel van de hier beschreven procedure is het meten van de in situ gastemperatuur en gasomzetting.

Niet-evenwicht Magnetron Plasma voor efficiënte hoge temperatuur chemie

Een protocol voor het neuroprotectieve toepassing van lage dosis luchtdruk plasma behandeling op glucose ontbering-geïnduceerde SH-SY5Y verwondingen.

Nieuwe toepassing van een atmosferische druk Plasma Jet als een Agent van de Neuro-beschermende tegen Glucose ontbering-geïnduceerde letsel van SH-SY5Y cellen

High-throughput verkouden fysieke plasma behandeling protocol van vloeistoffen en cellen wordt weergegeven. Het gaat om de oprichting van verschillende grondstof gas composities voor plasma ontsteking, meten van de plasma emissie spectra, en de daaropvolgende analyse van vloeistoffen en cellulaire activiteit na plasma behandeling.

Basisonderzoek in Plasma geneeskunde - een benadering van de doorvoer van vloeistoffen naar cellen

Dit protocol presenteert de werking en principes van cilindrische en planaire cryogene vloeistofstralen op micronschaal. Tot nu toe werd dit systeem gebruikt als een doelwit met een hoge herhalingsfrequentie in laser-plasma-experimenten. Verwachte multidisciplinaire toepassingen variëren van laboratoriumastrofysica tot materiaalkunde en uiteindelijk deeltjesversnellers van de volgende generatie.

Cryogene vloeistofstralen voor ontdekkingswetenschap met hoge herhalingssnelheid

Deze studie presenteert de methodologie voor het genereren van zes verschillende soorten plasmalozingen binnen een hyperbolische vortexplasmareactor voor de afbraak van microverontreinigingen in water, waaronder geneesmiddelen en per- en polyfluoralkylstoffen (PFAS).

Implementatie van een hyperbolische vortex plasmareactor voor de verwijdering van microverontreinigingen in water

Leer de COST-jet opzetten voor reproduceerbare oppervlaktebehandeling met koud atmosferisch drukplasma op vaste en vloeibare substraten. Dit protocol standaardiseert plasmatoepassingen voor vergelijkbaar onderzoek.

Oppervlakken behandelen met een koud atmosferisch drukplasma met behulp van de COST-Jet

Meer video's verkennen