Moderní výzkum plazmy na Ústavu fyziky v Bělehradě je podporován osvědčenou technologií měření vlhkosti Vaisala

Junior výzkumnice Andjelija Petrovic při práci. (Všechny snímky: Děkujeme Institutu fyziky v Bělehradu, Srbsko)

(Všechny obrázky: Zdarma od Institutu fyziky Bělehrad, Srbsko)

Plazmy, které působí za okolních podmínek, se v posledních letech staly cenným a stále oblíbenějším prostředkem ve vědeckém výzkumu. Na Institutu fyziky v Bělehradě, Srbsko, pomáhají kompaktní měřiče bodu rosy DMT143 od Vaisala vědcům při jejich experimentech, aby objevili nové aplikace atmosférického tlaku plasmat, včetně léčby rakovinných buněk.

Plazma – vedle pevného, kapalného a plynného skupenství – je jedním ze čtyř skupenství a skládá se z kladných iontů, záporných elektronů, neutrálních molekul, UV záření a excitovaných molekul, které mohou mít obrovské množství vnitřní energie. Plazma vzniká z plynu stejným způsobem jako plyn z kapaliny a kapalina z pevné látky: dodáním energie.

Všestranný nástroj pro biomedicínské aplikace

Jedním z evropských Center of Excellence pro výzkum plasmat je Institut fyziky v Bělehradě s 25 laboratořemi a 200 výzkumníky. Podporovaný srbským Ministerstvem školství se jedno z těchto laboratoří zaměřuje na aplikovaný výzkum s nízkotlakými plazmami při pokojové teplotě. A právě zde hraje technika měřiče bodu rosy DMT143 od Vaisala klíčovou roli při vzrušujících nových vědeckých objevech.

„Za posledních deset let se studená plazma při atmosférickém tlaku (při pokojové teplotě) rozšířila v řadě aplikací, včetně medicínského a zemědělského výzkumu,“ vysvětluje Andjelija Petrovic, mladší výzkumnice. „Na rozdíl od horkých plazem, které mohou poškozovat biologické vzorky, je použití studených plazem v těchto oblastech bezpečné. Mohou pomoci klíčit semena a ničit rakovinné buňky, zatímco zdravé buňky zůstávají nedotčeny,“ pokračuje. Další příklady použití těchto typů plazem zahrnují léčbu ran, inaktivaci patogenů, jako jsou bakterie a viry, sterilizaci lékařských přístrojů a dekontaminaci vody.

Síla vlhkosti

Vliv plazmy lze ovlivnit úpravou podílu dusíku a atomárního kyslíku v plynném směsi, množstvím a zdrojem dodávané energie, tlakem, vlhkostí a dalšími faktory. Dnes je technologie plazmatu široce rozšířená v odvětvích, jako je automobilový průmysl, mikroelektronika, balení a lékařské přístroje, a plazma musí být přizpůsobena různým požadavkům každého z nich.

„Měření a sledování vlhkosti v našich plazmových systémech je velmi důležité, protože vlhkost hraje významnou roli v plazmochemických procesech. Disociace vody (H2O) otevírá řadu následných plazmochemických reakcí,“ říká Andjelija Petrovic. „Produkty vznikající z vodních reakcí, například hydroxylový radikál (OH), atomární kyslík (O) a peroxid vodíku (H2O2), způsobují v biologických vzorcích oxidační stres,“ vysvětluje Petrovic. „U biomedicínských aplikací má změna vlhkosti vliv nejen na plazma, ale také na biologické cíle, které mohou být buňky nebo buněčné struktury, tekutiny či semena.“

Vaisala DMT143 – důvěryhodný člen týmu

Vzhledem k malému rozsahu plazmových experimentů, které Andjelija Petrovic podporuje, je ideální volbou miniaturizovaný měřič bodu rosy DMT143 od Vaisala. „Plyn je veden z lahve do skleněné trubice o průměru pouhých 6 mm a délce 20 cm, ve které jsou dvě elektrody, aby se plyn zapálil,“ popisuje Petrovic. „DMT143 je instalován do potrubí mezi plynovou lahví a reakčním trubicí. Díky tomu můžeme přesně sledovat, co se děje s obsahem vlhkosti, ještě před spuštěním plynového toku, a jak vlhkost ovlivňuje proud plynu. Jakmile zapálíme plyn pro tvorbu plazmatu, můžeme pomocí měření DMT143 přesně řídit koncentraci vlhkosti a podle potřeby ovlivnit chemii plazmatu.“ Viz obrázek výše.

Laboratoř má k dispozici dva přístroje Vaisala DMT143, které používá již přibližně šest let. „Přesné měření vlhkosti je v naší práci naprosto klíčové a již několik let se spoléháme na naše Vaisala DMT143. Jsou opravdu snadno ovladatelné. Díky jejich velikosti je můžeme integrovat bez nutnosti měnit náš experimentální uspořádání. Umístíme je podle potřeby,“ zdůrazňuje Petrovic.

Zatímco Andjelija Petrovic a její tým pokračují ve výzkumu nových aplikací plazmatu, jejich přístroje Vaisala DMT143 budou i nadále hrát důležitou roli při objevování nových cest v tomto slibném vědeckém oboru experimentů.