미생물 처리에 적용하기 위한 저주파 Dielectric Barrier Discharge (DBD) Plasma Device를 고안하였다. 현재 생의학적으로 광범위하게 사용되는 Plasma Jet Device는 가스를 주입해 주어야 한다. 그러나 Plasma Jet Device의 노즐로부터 배출되는 가스는 Media의 흔들림과 증발 유발시키며 미생물에게 영향을 미친다. 가스 배출에 의한 영향을 없애기 위해 가스 주입이 없는 Plasma 발생 장치를 제작 하고, 미생물에 적용하여 그 효과를 관찰하였다. 본 실험에 사용된 Plasma 발생 장치는 대기 중에서 방전된다. 가스의 주입 없이 낮은 방전 전압과 균일한 플라즈마의 발생을 위해 Plasma 발생 장치의 접지 전극으로 Mesh를 사용 하였다. 본 Plasma 발생 장치로 발생된 Plasma를 곰팡이(Fusariumgraminearum)에 조사한 결과, 조사 시간이 길어짐에 따라 배양된 곰팡이의 Colony 수가 Plasma를 조사하지 않은 경우에 비해 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 또한 각각의 곰팡이 Colony의 크기도 줄어들었다.
This paper is to report the results on the design and construction of a thermal plasma generator with high current DC source. Also, this paper presents the methods to stabilize plasma and to find effects of process variables on plasma characteristics. For this purpose, the reaction chamber, vacuum system, plasma generating torch, magnetic field generating coil with power supply, high current DC source and the other parts have been designed. Fundamental properties of the thermal plasma under various conditions have been measured and analyzed. Magnetic Reynolds Number has been introduced to explain the relationship between plasma and external magnetic field. Through this number, the effect of magnetic field on the plasma has been explained under various flow rates and pressure. A sudden increase in the plasma voltage has been observed with the increase of magnetic field. From this, fundamental changes in plasma flow are believed to occur at the nozzle, and an effort to explain the phenomenon has been tried.
The axial distributions of plasma density in a helical resonator plasma with the external magnetic field have been measured using Langmuir probes. Net RF power is set to 200W and chamber pressure is varied from 0.4 mTorr to 100mTorr there are three kinds of eternal magnetic field structure applied on the helical resonator plasma. One is a uniform magnetic field, the second is a positive gradient magnetic field and the third is a negative gradient magnetic field. In the three magnetic field structures, the negative gradient magnetic field is found to show the highest increase in plasma density on the substrate compared with other magnetic structures. Plasma density profile in helical resonator is well consistent with electromagnetic field pattern obtained by computer simulation. It is also found that axial magnetic fields do not affect plasma density distribution in the plasma reactor region, but induce the increase of plasma density in the process chamber region. In order to avoid the nonuniformity of radial density profile, weak magnetic fields under 100G are applied.
The ablation effects of Ar-plasma treatment and alkali-decomposition behavior in NaOH solution of polyethylene terephthalate (PET) film were investigated. The modifications were evaluated by analysis of atomic force microscopy topographical changes, and by the measurement of decomposition yield in conjunction with heats of formation and electron densities of acyl carbon calculated by Parameterization Method 3 method. It has shown that the alkali-decomposition is hampered by plasma treatment and its decomposition yield is closely related with plasma treatment conditions such as exposure time to plasma. Plasma-treated PET films exhibited lower decomposition yield, compared to that of virgin PET. Increasing plasma exposure time contributes positively to decrease the decomposition yield. It has also shown that the topography of PET surface was affected by the base-promoted hydrolysis as well as Ar-plasma treatments. These behaviors are attributed to the decreased nucleophilicity of acyl carbon damaged by the ablation of Ar-plasma.
Micro plasma has been recently studied to investigate the effects on various cells. We study a micro-plasma produced by a plasma needle that is operated with RF power and its effects on G361 melanoma cells. The micro plasma size ranges from sub-mm to several mm at a few watts of RF power. For the bio-medical treatment, low-temperature plasma is obtained and gas temperature is controlled within several tens of degrees $(^{\circ}C)$ in order not to disturb cell activities. Elementary spectroscopic studies to obtain plasma characteristics are presented for Ar and He plasma with different frequencies of RF power. Also the preliminary results of the micro plasma effects on G361 melanoma cells are presented. It was observed that the irradiation of micro plasma induces cell death through the deprivation of tyrosine phosphorylation in the G361 cells.
Plasma ignition method has been applied in various fields particularly to the rocket propulsion, pyrotechnics, explosives, and to the automotive air-bag system. Ignition method for those applications should be safe and also operate reliably in hostile environments such as; electromagnetic noise, drift voltage, electrostatic background and so on. In the present study, a semiconductor bridge (SCB) plasma ignition device was fabricated and its plasma characteristics including the propagation speed of the plasma, plasma size, and plasma temperature were investigated with the aid of the visualization of micro scale plasma $(i.e.,\;\leq\;350\;{\mu}m)$, which generated from a Micro-Electro-Mechanical poly-silicon semiconductor bridge (SCB).
한 쌍의 대기압 플라즈마 제트 장치의 전극에 인가하는 교류 전압의 극성에 따라서 발생되는 플라즈마 칼럼의 전위를 고전압 프로브를 사용하여 계측하였다. 고전압이 인가되는 플라즈마 제트 장치에서 발생되는 플라즈마 칼럼은 고전압 인가측의 전위는 높고 플라즈마 칼럼을 따라서 선형적으로 전위가 감소한다. 이러한 플라즈마 칼럼은 단위 길이당 저항이 수 $M{\Omega}/m$에서 수십 $M{\Omega}/m$의 저항체이다. 한 쌍의 플라즈마 제트 장치의 전극에 극성이 다른 전압으로 발생되는 플라즈마 전위의 극성은 인가전압의 극성과 동일하다. 따라서 서로 다른 극성의 전압을 인가한 한 쌍의 플라즈마 제트 장치에서 방출되는 플라즈마의 대기 중의 병합점에서 상호 인력이 작용하며, 병합점의 전위는 수십 V로 낮다. 동일한 극성의 전압을 인가하여 방출되는 한 쌍의 플라즈마 제트는 상호 동일한 극성의 전위에 의하여 상호 척력이 작용하며, 병합점에서의 전위는 수백 V로 높다. 이러한 한 쌍의 플라즈마 제트에서 방출되는 플라즈마를 인체에 조사하는 경우는 전기적인 충격이나 열적인 손상은 플라즈마의 전위와 전류의 곱인 플라즈마 전력의 크기에 비례한다.
Choi, Eun Ha;Kim, Yong Hee;Kwon, Gi Chung;Choi, Jin Joo;Cho, Guang Sup;Uhm, Han Sup;Kim, Doyoung;Han, Yong Gyu;Suanpoot, Pradoong
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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pp.141-141
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2013
We have generated the needle-typed nonthermal plasma jet by using an Ar gas flow at atmospheric pressure. Diagnostics of electron temperature anddensity is critical factors in optimization of the atmospheric plasma jet source in accordance with the gas flow rate. We have investigated the electron temperature and density of plasma jet by selecting the four metastable Ar emission lines based on the atmospheric collisional radiative model and radial profile characteristics of current density, respectively. The averaged electron temperature and electron density for this plasma jet are found to be ~1.6 eV and ~$3.2{\times}10^{12}cm^{-3}$, respectively, in this experiment. The densities of OH radical species inside the various bio-solutions are found to be higher by about 4~9 times than those on the surface when the argon bioplasma jet has been bombarded onto the bio-solution surface. The densities of the OH radicalspecies inside the DI water, DMEM, and PBS are measured to be about $4.3{\times}10^{16}cm^{-3}$, $2.2{\times}10^{16}cm^{-3}$, and $2.1{\times}10^{16}cm^{-3}$, respectively, at 2 mm downstream from the surface under optimized Ar gas flow 250 sccm.
SORNSAKDANUPHAP, Jirapong;SUANPOOT, Pradoong;Hong, Young June;Ghimire, Bhagirath;CHO, Guangsup;CHOI, EunHa
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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pp.207-207
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2016
plasma group velocities of neon with oxygen admixture (ug) are obtained by intensified charge coupled device (ICCD) camera images at fixed gate width time of 5 ns. The propagation velocities outside interelectrode region are in the order of 104 m/s.The plasma ambipolar diffusion velocities are calculated to be in the order of 102 m/s. Plasma jet is generated by all fixed sinusoidal power supply, total gas flow and repetition frequency at 3 kV, 800 sccm and 40 kHz, respectively. The amount of oxygen admixture is varied from 0 to 2.75 %. By employing one dimensional convective wave packet model, the electron temperatures in non-thermal atmospheric-pressure plasma jet are estimated to be in a range from 1.65 to 1.95 eV.
SORNSAKDANUPHAP, Jirapong;SUANPOOT, Pradoong;Hong, Young June;Ghimire, Bhagirath;CHO, Guangsup;CHOI, Eun Ha
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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pp.156.1-156.1
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2015
Neon and argon plasma group velocities (ug) are obtained by intensified charge coupled device (ICCD) camera images at fixed gate width time of 5 ns. The propagation velocities in upstream and downstream region are in the order of 104-105 m/s. The plasma ambipolar diffusion velocities are calculated to be in the order of 101-102 m/s. Plasma jet is generated by sinusoidal power supply in varying voltages from 1 to 4 kV at repetition frequency of 40 kHz. By employing one dimensional convective wave packet model, the neon and argon electron temperatures in non-thermal atmospheric-pressure plasma jet are estimated to be 1.95 and 1.18 eV, respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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