I plasmi sono fortemente associati alle reazioni termonucleari all'interno di stelle come il sole, ma nella società moderna, i plasmi hanno trovato applicazione nei processi litografici e nelle tecniche di decontaminazione. Plasmi ad alta temperatura, come quelli al sole, può essere abbastanza inefficiente dal punto di vista energetico per le applicazioni chimiche e degradare i materiali nei processi. Un modo per affrontare tali problemi è manipolare i plasmi in un ambiente a bassa temperatura. dottorato di ricerca candidato Bart Platier ha sviluppato una nuova tecnica di produzione basata sul plasma utilizzando plasmi a bassa temperatura e pressione atmosferica per diffusori di illuminazione, utilizzati nelle tecnologie di illuminazione per migliorare la distribuzione della luce. Platier difende il suo dottorato di ricerca. tesi il 26 giugno.

Tutto è fatto di materia, e la materia arriva in stati o fasi fondamentali. solidi, liquidi, e i gas sono fasi familiari a molti, basti pensare alle tre fasi dell'acqua. Però, la quarta fase fondamentale della materia è il plasma, un gas ionizzato parzialmente costituito da particelle cariche. Sebbene i plasmi siano comuni al sole, si trovano anche naturalmente sulla Terra sotto forma di fulmini e aurore. Inoltre, i plasmi possono essere creati in laboratorio, e sono tipicamente utilizzati per applicazioni in litografia, purificazione dell'aria, propulsione di veicoli spaziali, e controllo della contaminazione.

Molti plasmi vengono prodotti applicando forti campi elettrici a un gas o riscaldando un gas a temperature molto elevate. Non sorprende, il risultato di quest'ultimo approccio è un'alta energia, stato di plasma ad alta temperatura. Però, ci sono molti vantaggi nell'usare plasmi a bassa temperatura, in particolare quando si tratta di lavorare con polimeri termosensibili senza degradare i materiali. Per le sue ricerche, Bart Platier ha sviluppato una bassa temperatura, metodo al plasma a pressione atmosferica per la produzione di diffusori di illuminazione.

Alla ricerca del diffusore di illuminazione ideale

"Per produrre il diffusore di illuminazione ideale, è imperativo monitorare e controllare gli elettroni liberi nel plasma poiché influenzano notevolmente le proprietà e il comportamento del plasma, " dice Platier. Da più di 70 anni, La spettroscopia di risonanza della cavità a microonde (MCRS) è stata il metodo di scelta per lo studio degli elettroni liberi nei plasmi a bassa pressione. In MCRS, i cambiamenti nel comportamento risonante di un'onda elettromagnetica stazionaria in una cavità racchiusa da pareti conduttrici sono determinati dal comportamento degli elettroni liberi nel plasma.

"Lo svantaggio di MCRS è che, fino ad ora, è adatto solo per plasmi a bassa pressione. Così, per la mia ricerca, Ho ulteriormente sviluppato la tecnica per i plasmi a pressione atmosferica, "aggiunge Platier.

Aggiornamento degli MCR per la pressione atmosferica

Questo lavoro fornisce una visione unica per quanto riguarda l'uso di MCRS a pressioni atmosferiche. Per convalidare le revisioni alla tecnica, Platier ha testato diverse configurazioni di plasma. Primo, ha considerato plasmi indotti da fotoni ultravioletti estremi (EUV), importanti per l'industria dei semiconduttori. I test hanno fornito informazioni preziose sui comportamenti degli elettroni liberi e hanno agito come una transizione naturale per studiare i plasmi a pressione atmosferica.

Quindi Platier ha implementato lo strumento aggiornato per studiare i plasmi a pressione atmosferica. Nello specifico, ha studiato la densità elettronica e la frequenza di collisione di elettroni generati da campi a radiofrequenza e impulsi ad alta tensione. Questi esperimenti hanno dimostrato che questi plasmi producono onde acustiche che potrebbero essere applicate ai trattamenti di guarigione delle ferite in contesti clinici.