Recherche de plasma de pointe à l'Institut de physique de Belgrade soutenue par la technologie éprouvée de mesure d'humidité Vaisala

Jeune chercheuse Andjelija Petrovic au travail. (Toutes les images : Courtesy of Institute of Physics Belgrade, Serbie)

(Toutes les images : Courtesy of Institute of Physics Belgrade, Serbie)

Plasmas, qui agissent dans des conditions ambiantes, sont devenus ces dernières années un outil précieux et de plus en plus populaire dans la recherche scientifique. À l'Institut de Physique de Belgrade, en Serbie, les compacteurs de points de rosée DMT143 de Vaisala aident les chercheurs dans leurs expériences pour découvrir de nouvelles applications pour les plasmas à pression atmosphérique, y compris le traitement des cellules cancéreuses.

Le plasma – en plus de l’état solide, liquide et gazeux, l’un des quatre états de la matière – se compose d’ions positifs, d’électrons négatifs, de molécules neutres, de lumière UV et de molécules excitées, qui peuvent posséder une quantité énorme d’énergie interne. Le plasma se forme à partir d’un gaz de la même manière que le gaz provient d’un liquide, et le liquide d’un solide : par apport d’énergie.

Outil polyvalent pour les applications biomédicales

Un des centres d'excellence européens en recherche sur le plasma est l'Institut de Physique de Belgrade, avec 25 laboratoires et 200 chercheurs. Soutenu par le ministère serbe de l’Éducation, l’un de ces laboratoires se concentre sur la recherche appliquée avec des plasmas à basse pression à température ambiante. Et c’est précisément ici que la technologie Vaisala de mesure du point de rosée joue un rôle crucial dans de nouvelles découvertes scientifiques passionnantes.

« Au cours des dix dernières années, les plasmas froids à pression atmosphérique (température ambiante) ont connu une augmentation dans une multitude d’applications, y compris la recherche médicale et agricole », explique Andjelija Petrovic, chercheuse junior. « Contrairement aux plasmas chauds, qui peuvent endommager les échantillons biologiques, l’utilisation de plasmas froids dans ces domaines est sûre. Ils peuvent aider à faire germer des graines et à tuer des cellules cancéreuses, tout en laissant intactes les cellules saines », poursuit-elle. D’autres exemples d’applications pour ce type de plasma incluent le traitement des plaies, l’inactivation de agents pathogènes comme les bactéries et les virus, la stérilisation des dispositifs médicaux et la décontamination de l’eau.

Le pouvoir de l’humidité

L’effet d’un plasma peut être influencé par l’ajustement de la proportion d’azote et d’oxygène atomique dans le mélange gazeux, la quantité et la source d’énergie fournie, la pression, l’humidité et d’autres facteurs. Aujourd’hui, la technologie du plasma est largement utilisée dans des secteurs aussi variés que l’automobile, la microélectronique, l’emballage et la fabrication de dispositifs médicaux, et le plasma doit être adapté aux exigences spécifiques de chaque domaine.

« La mesure et la surveillance de l’humidité dans nos systèmes de plasma sont très importantes, car l’humidité joue un rôle significatif dans les processus plasmachimiques. La dissociation de l’eau (H2O) ouvre la voie à une multitude de réactions plasmachimiques en cascade », explique Andjelija Petrovic. « Les produits issus des voies de réaction de l’eau, comme le radical hydroxyle (OH), l’oxygène atomique (O) et le peroxyde d’hydrogène (H2O2), génèrent un stress oxydatif dans les échantillons biologiques », raconte-t-elle. « Dans les applications biomédicales, la modification de l’humidité n’a pas seulement un impact sur le plasma, mais aussi sur les cibles biologiques traitées, qui peuvent être des cellules, des structures cellulaires, des liquides ou des graines. »

Vaisala DMT143 – un partenaire fiable

En raison de la petite taille des expériences sur le plasma que soutient Andjelija Petrovic, le mini-thermomètre de point de rosée DMT143 de Vaisala est le choix idéal. « Le gaz est dirigé d’une bouteille dans un tube en verre de seulement 6 mm de diamètre et 20 cm de long, dans lequel se trouvent deux électrodes pour enflammer le gaz », décrit Andjelija Petrovic. « Le DMT143 est intégré dans la conduite entre la bouteille de gaz et le tube de réaction. Nous pouvons ainsi détecter précisément ce qui se passe avec le taux d’humidité avant de lancer le flux de gaz, et comment l’humidité influence le flux. Dès que nous enflammer le gaz pour produire le plasma, nous pouvons contrôler précisément la concentration en humidité à l’aide des mesures du DMT143, afin d’influencer la chimie du plasma selon les besoins. » Voir l’image ci-dessus.

Le laboratoire dispose de deux appareils Vaisala DMT143, utilisés depuis environ six ans. « Des mesures précises de l’humidité sont absolument essentielles pour notre travail, et nous faisons confiance à nos Vaisala DMT143 depuis plusieurs années. Ils sont vraiment faciles à utiliser. Grâce à leur taille, nous pouvons les intégrer sans modifier notre configuration expérimentale. Nous les plaçons selon nos besoins », souligne Andjelija Petrovic.

Alors qu’Andjelija Petrovic et son équipe poursuivent leurs recherches sur de nouvelles applications pour le plasma, leurs appareils Vaisala DMT143 continueront à jouer un rôle clé dans l’exploration de nouvelles voies dans ce domaine prometteur d’expériences scientifiques.