Оценка взаимодействия холодной атмосферной плазмы диэлектрического барьерного разряда с поверхностью различных материалов и биообъектов

Применение плазменных технологий в технике, и особенно в здравоохранении, требует решения задач оценки воздействия и взаимодействия плазмы с поверхностью материалов. В статье представлены разработанные методы достоверного контроля состояния плазмы и ее взаимодействия с поверхностью объектов, что обеспечивает воспроизводимость технологических процессов обработки поверхностей материалов и терапевтических процедур, расширенные возможности повышения эффективности применения плазменных технологий в здравоохранении. Проведена оценка воздействия плазмы на поверхность различных органических и неорганических материалов, биологических тканей, а также оценка взаимодействия с ними. Для качественной и количественной оценки предложено использовать вольт-амперные характеристики и мощность, выделяемую в нагрузке «плазма–объект». Установлено, что мощность, выделяемая на нагрузке при взаимодействии с холодной плазмой, зависит от материала, на который воздействует плазма. Этот параметр необходимо контролировать при обработке материалов и биологических тканей. Показано, что имеются различия в значениях активной мощности, выделяемой на электродах разрядной системы, для образцов биологической ткани (подкожно-жировая клетчатка и мышечные ткани). При этом данное различие увеличивается с ростом выходного напряжения.

1. Review of the Cold Atmospheric Plasma Technology Application in Food, Disinfection, and Textiles: A Way Forward for Achieving Circular Economy / Reema [et al.] // Frontiers in Physics. 2022. Vol. 10. https://doi.org/10.3389/fphy.2022.942952.

2. Козырева, В. О. Плазменная медицина: перспективы и опыт применения низкотемпературной аргоновой плазмы в медицинской реабилитации / В. О. Козырева // Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. 2022. Т. 21, № 5. C. 359–367. https://doi.org/10.17816/rjpbr115273.

3. Weltmann, K. D. Plasma Medicine – Current State of Research and Medical Application / K. D. Weltmann, Th. von Woedtke // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2016. Vol. 59, No 1. https://doi.org/10.1088/0741-3335/59/1/014031.

4. Plasma Medical Science / S. Toyokuni [et al.]. Cambridge: Academic Press, 2018.

5. Laroussi, M. Perspective: The Physics, Diagnostics, And Applications of Atmospheric Pressure Low Temperature Plasma Sources Used in Plasma Medicine / M. Laroussi, X. Lu, M. Keidar // Journal Applied Physics. 2017. Vol. 122, Iss. 4. https://doi.org/10.1063/1.4993710.

6. The Future for Plasma Science and Technology / К. D. Weltmann [et al.] // Plasma Processes and Polymers. 2019. Vol. 16, Iss. 1. https://doi.org/10.1002/ppap.201800118.

7. Осипов, А. Н. Анализ электрических сигналов, возбуждающих низкотемпературную атмосферную плазму диэлектрического барьерного разряда / А. Н. Осипов, Т. Ма, В. А. Рокач // Доклады БГУИР. 2025. Т. 23, № 2. С. 44–52. http://dx.doi.org/10.35596/1729-7648-2025-23-2-44-52.

8. Generation of Low-Temperature Plasma by Pulse-Width Modulated Signals and Monitoring of the Interaction with the Surface of Objects / Tianbao Mа [et al.] // Plasma Science and Technology. Vol. 27, No 1.

9. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи / Л. А. Бессонов. М.: Высш. шк., 1996.