等离子体射流对医疗器械的消毒效果研究

为了探索低温等离子体对医疗器械的消毒效果,设计了一种同轴介质阻挡型等离子射流装置,采用中频谐振电源在大气压下的氩气中得到类辉光放电。使用该装置对医疗器械消毒,其试验结果表明,对血压计袖带、医用弯盘以及外科镊子表面自然菌杀灭率>90%的时间分别为90、60和90s。分析表明,大气压DBD氩等离子体射流对医疗器械的消毒效果很好,并推断等离子射流中的带电粒子和活性氧在其灭菌过程中起主要作用。     

同轴介质阻挡放电初步处理粮菌的研究

为了研究同轴介质阻挡放电装置等离子体对粮菌的杀灭效果,运用同轴介质阻挡放电装置产生的大气压下氦等离子体对根癌菌和水稻恶苗菌进行了灭菌实验研究。定量分析发现等离子体处理延缓乃至杀灭根癌菌和恶苗菌,对前者的杀灭更为容易。采用扫描电镜观察发现经处理的菌均有不同程度的受损情况,且可以看出有明显的高速粒子打击的痕迹和一定程度的脱水现象。等离子体灭菌的机理目前尚无定论,但从扫描电镜的照片中初步推测是由高速粒子的穿透作用造成的,并且温度也起了一定的作用。     

大尺度大气压均匀介质阻挡放电等离子体射流的生成特性研究

搭建了一种能够生成大尺度大气压氮气均匀介质阻挡放电等离子体射流的电极结构实验装置。利用电场仿真软件和流体仿真软件研究了该电极结构的电场分布和流场分布;通过实验,分别对放电特性和射流特性进行研究。结果表明：采用厚度不均匀的阻挡介质,有利于在放电间隙中形成产生起始放电的亚毫米间隙,有利于沿电子崩的发展方向形成产生均匀放电的先大后小的电场分布,进而在大气压氮气或空气中实现较大区域的均匀介质阻挡放电。在实验中,利用气流的作用,在大气压氮气中实现了长10 mm、宽15 mm的大尺度等离子体射流。     

等离子体产物溶液中扩散与大肠杆菌杀灭

大气压低温等离子体对微生物的杀灭主要通过紫外线、高能粒子刻蚀、强反应活性物质等效应实现.当利用等离子体杀灭水溶液中微生物时,由于液体的阻隔,紫外线与离子刻蚀的作用非常微弱,杀灭作用主要依靠水溶液中的活性物质.该研究利用介质阻挡放电等离子体处理水溶液中的大肠杆菌,通过菌落稀释计数法比较等离子体对不同深度细菌的杀灭效果,并...     

大气压下低温等离子体灭菌消毒技术的研究

传统灭菌方法存在的各种弊端限制了其应用范围,为研究新的灭菌技术,能够在短时间内完成灭菌效果而又不损伤医疗器械,并且要降低对医务人员以及环境的损害,在介绍了大气压下低温等离子体灭菌消毒的优点后,设计了等离子体灭菌用高频高压电源和等离子体发生器,实现了大气压下均匀的介质阻挡放电。研究发现:纯Ar放电等离子的灭菌效果远差于φ(O2)=5%的Ar混合气体放电的灭菌效果,而且等离子体灭菌的效果与细菌的种类有关。基于实验结果以及实验所用等离子发生器的特殊结构,可知等离子体灭菌机理主要是细菌与等离子中所含的活性成分发生作用。     

介质阻挡放电用于细菌灭活的机理研究

为研究低温等离子体灭菌的机理,利用介质阻挡放电(DBD)低温等离子体来进行了细菌灭活实验。试验选取了两种典型细菌:革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性的大肠杆菌。将载有细菌悬浊液的盖玻片放置在下平板电极的中央,通过调整电源电压、气隙间距和处理时间来考察电场和等离子体对两种不同细菌的作用;利用电子透射电镜(TEM)观察了等离子体处理后的细菌细胞,以确定细胞的完整性;测量了等离子体处理后的两种细菌悬浊液中蛋白质,核酸和K+的浓度。实验结果表明:在<10s时间内金黄色葡萄球菌死亡率接近100%;<7s内,大肠杆菌死亡率接近100%,取得了良好的灭菌效果。分析认为电场作用不是细菌灭活的主要因素,而等离子体中的氧自由基可以破坏细胞壁和细胞膜,以及细胞质中的蛋白质和核酸,从而起到杀菌的效果。     

大气压氩等离子体射流特性

为了在大气压下获得均匀、稳定且具有较大体积的氩气介质阻挡放电等离子体射流,提出了一种新的同轴型具有螺纹型内电极结构的等离子体发生器结构设计,在大气压开放环境下获得了均匀稳定的类辉光氩气介质阻挡放电等离子体射流。实验和初步的零维数值模拟结果表明:在所研究的工作参数范围内,放电随外加电压的增加可工作于初始放电阶段、过渡阶段、稳定放电和不稳定放电阶段;在稳定放电模式下,均匀弥散的类辉光放电可充满内径为8.9mm的玻璃管,发射光谱测量结果表明在等离子体射流区含有多种化学活性粒子;数值计算和实验测量所估算的等离子体射流长度基本一致(可为30mm以上),且等离子体射流发射光谱强度的轴向分布与其中亚稳态粒子的退激发过程相关。     

介质阻挡放电杀灭枯草杆菌芽孢的电镜观察

利用介质阻挡放电处理枯草杆菌芽孢,扫描电子显微镜观察发现,枯草杆菌芽孢出现外层结构破损以及体积缩小,分析认为,介质阻挡放电低温等离子体对枯草杆菌芽孢的作用机理是由空气等离子体中高速粒子的击穿作用和组成等离子体的高能活性基团导致芽孢生命物质的变性凝固而引发的。实验表明,介质阻挡放电可杀灭枯草杆菌芽孢。     

介质阻挡放电等离子体射流装置的实验研究

基于介质阻挡放电的形式,设计并制作了两种等离子体射流装置:一种内电极裸露;另一种内电极覆盖有石英玻璃。笔者对两种不同电极等离子体射流装置的特性进行了测量。在中频正弦电源通入Ar的情况下,测量了放电的李萨如(Lissajous)图、放电的图像和放电的光谱图;并且分别由放电的Lissajous图和光谱图,计算得到了放电的功率和电子激发温度。实验结果表明:在外施电压保持不变的情况下,气流对于放电的功率和电子的温度几乎没有影响;通过对比两种射流装置的电学和光学特性发现,与内电极覆盖有石英玻璃的等离子体射流装置相比,内电极裸露的情况下,其放电的功率和电子激发温度均比较大。     

介质阻挡放电和介质阻挡电晕放电灭菌效果的试验研究

应用介质阻挡放电(DBD)和介质阻挡电晕放电 (DBCD)产生的低温等离子体,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌进行杀灭试验的结果发现,在90s内DBD和DBCD都对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀灭对数值KL达到了5。 DBCD使两种菌株减少的速度大于DBD。DBD和DBCD都使大肠杆菌减少的速度大于金黄色葡萄球菌。