تخلیه سد دی الکتریک (DBD)

تاریخ

Theodose du Moncel اولین کسی بود که در سال 1855 کشف کرد که تخلیه می تواند در شکافی که دو صفحه رسانا پوشیده شده توسط دو صفحه شیشه ای را از هم جدا می کند، ایجاد شود. برای هدایت تخلیه، او از یک سیم پیچ Ruhmkorff استفاده کرد، که یک سیم پیچ القایی است که امکان تولید ولتاژهای AC بالا از یک منبع DC ولتاژ پایین را فراهم می کند. این کار، 2 سال بعد، توسط ورنر فون زیمنس دنبال شد که در مورد کاربرد تخلیه مانع دی الکتریک (DBD) برای تولید ازن گزارش داد [2]. طرح زیمنس هندسه ای استوانه ای با ورق های قلع به عنوان الکترود و شیشه به عنوان دی الکتریک داشت. در دهه 1930، فون انگل تلاش کرد، نه چندان موفق، با کنترل دمای کاتد، یک پلاسمای غیرتعادل فشار اتمسفر بدون استفاده از مانع دی الکتریک تولید کند [3]. سرانجام، در اواخر دهه 1980 و اوایل دهه 1990، گزارش هایی در مورد تولید پلاسمای فشار جوی غیر تعادلی و منتشر با استفاده از DBD منتشر شد [4، 5، 6]. هندسه الکترود مسطح و ولتاژهای سینوسی در کیلوولت در فرکانس‌های محدوده کیلوهرتز استفاده شد. عملکرد DBD بعداً با استفاده از پالس‌های ولتاژ زمان افزایش سریع مکرر با عرض پالس در محدوده نانوثانیه-میکرو ثانیه بهبود یافت [7، 8، 9]. با استفاده از پالس های کوتاه تکراری، انرژی اعمال شده ترجیحاً با جمعیت الکترون جفت می شود و بنابراین، کنترل بهتر تابع توزیع انرژی الکترون (EEDF) برقرار می شود [8، 9، 10]. DBD ها به طور گسترده در کاربردهای پردازش سطحی و اخیراً، از اواسط دهه 1990، در کاربردهای زیست پزشکی، به عنوان مثال، پزشکی پلاسما استفاده شده است.

بررسی منابع پلاسمای فشار اتمسفر سرد برای کاربردهای سرطان

پلاسمای سرد شرایط انرژی غیرتعادلی را نشان می دهد که در آن الکترون ها انرژی بالایی دارند در حالی که ذرات سنگین (یون ها و خنثی) انرژی پایینی دارند. به این ترتیب، پلاسمایی که ضعیف یونیزه می شود، می تواند دمای نسبتاً پایینی داشته باشد، به اندازه دمای اتاق. منابع اصلی مورد بحث در اینجا تخلیه سد دی الکتریک (DBD)، تخلیه سد مقاومتی (RBD) و جت های پلاسمای فشار اتمسفر غیرتعادلی (N-APPJs) هستند. همه این منابع امکان تولید گونه‌های واکنش‌پذیر مانند گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) و گونه‌های نیتروژن فعال (RNS) را فراهم می‌کنند، که اعتقاد بر این است که نقش کلیدی در تعامل پلاسمای سرد با سلول‌ها و بافت‌ها دارند. علاوه بر این، گونه های باردار و میدان های الکتریکی نسبتاً زیاد تولید شده توسط این منابع می توانند در برخی از اثرات بیولوژیکی دخیل باشند.

تخلیه سد دی الکتریک (DBD)

تخلیه سد دی الکتریک (DBD)

تخلیه سد دی الکتریک برای تولید پلاسمای منتشر فشار جوی غیرتعادلی با حجم زیاد ایده آل است. تحقیقات گسترده برای درک و بهبود عملکرد آنها امکان پذیر بود [10–23]. DBD ها از یک ماده دی الکتریک مانند شیشه یا آلومینا برای پوشاندن حداقل یکی از الکترودها استفاده می کنند. الکترودها توسط ولتاژهای متناوب AC در دامنه کیلوولت و با فرکانس در کیلو هرتز هدایت می شوند. پلاسمای تولید شده توسط DBD ها برای تولید ازن ، برای اصلاح سطح مواد ، به عنوان محرک های کنترل جریان و غیره مورد استفاده قرار گرفته است.  

منابع پلاسمای فشار اتمسفر سرد

تخلیه پلاسما

از دو نوع تخلیه پلاسما به طور گسترده ای در کاربردهای زیست پزشکی استفاده شده است: 

تخلیه سد دی الکتریک (DBD) و جت پلاسمای فشار جو غیر تعادل (N-APPJ).

پلاسمای اتمسفر سرد

فیزیک پلاسما

چهار الکترود دستگاه جت پلاسما DBD با الکترود شناور اضافی

چکیده

یک جت پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک (DBD) در یک پیکربندی چهار الکترود به منظور بهبود پارامترهای تخلیه ، مانند قدرت تخلیه و دمای چرخشی و ارتعاشی گونه های مولکولی در ستون پلاسما بررسی شد. تلاش برای بهبود با معرفی یک الکترود شناور کمکی به شکل یک پین فلزی در داخل دستگاه DBD انجام شد. این قطعه در نزدیکی قسمت پایین دستگاه اصلی قرار گرفت و مرکز آن در ارتباط با چهار الکترود تغذیه شده بود که با یک ماده دی الکتریک پوشانده شده بودند.  

بدون آموزش خاص می توان از دستگاه جدید برای ضد عفونی سطوح استفاده کرد

بیماری همه گیر COVID-19 به شدت نیاز فوری به تکنیک های سریع و آسان برای پاکسازی و ضد عفونی اشیا  روزمره با لمس بالا مانند دکمه های در ، قلم ، مداد و تجهیزات محافظ شخصی را پوشانده است تا از گسترش عفونت جلوگیری کند.

تدریس فیزیک پلاسما با شکوفه ساتری

تخلیه سد دی الکتریک (DBD)

  جت پلاسمای فشار اتمسفر (APPJ)

  تخلیه درخشش فشار اتمسفر (APGD)

  تخلیه سد سطح (SBD)

DBD های استوانه ای