Ricerca all'avanguardia sul plasma presso l'Institute of Physics di Belgrado supportata dalla comprovata tecnologia di misurazione dell'umidità Vaisala

Ricercatrice Junior Andjelija Petrovic al suo lavoro. (Tutte le immagini: Cortesia dell'Istituto di Fisica di Belgrado, Serbia)

(Tutte le immagini: Cortesia dell'Istituto di Fisica di Belgrado, Serbia)

Plasmi, che agiscono in condizioni ambientali, si sono sviluppati negli ultimi anni come uno strumento prezioso e sempre più popolare nella ricerca scientifica. All'Istituto di Fisica di Belgrado, Serbia, i compatti misuratori di punto di rugiada DMT143 di Vaisala aiutano i ricercatori nelle loro sperimentazioni per scoprire nuove applicazioni dei plasmi a pressione atmosferica, inclusa la cura delle cellule tumorali.

Il plasma – oltre che solido, liquido e gassoso uno dei quattro stati della materia – è costituito da ioni positivi, elettroni negativi, molecole neutre, luce UV e molecole eccitate, che possono possedere una quantità enorme di energia interna. Il plasma si forma da un gas nello stesso modo in cui il gas si forma da un liquido e il liquido da un solido: mediante apporto di energia.

Strumento versatile per applicazioni biomediche

Uno dei centri di eccellenza europei per la ricerca sui plasmi è l'Istituto di Fisica di Belgrado, con 25 laboratori e 200 ricercatori. Finanziato dal Ministero dell'Istruzione serbo, uno di questi laboratori si concentra sulla ricerca applicata con plasmi a bassa pressione a temperatura ambiente. Ed è proprio qui che la tecnologia Vaisala dei misuratori di punto di rugiada gioca un ruolo fondamentale nelle nuove entusiasmanti scoperte scientifiche.

“Negli ultimi dieci anni, i plasmi freddi a pressione atmosferica (a temperatura ambiente) sono aumentati in una vasta gamma di applicazioni, inclusa la ricerca medica e agricola,” spiega Andjelija Petrovic, Ricercatrice Junior. “A differenza dei plasmi caldi, che possono danneggiare i campioni biologici, l'uso di plasmi freddi in questi settori è sicuro. Possono aiutare a far germinare i semi e a uccidere le cellule tumorali, lasciando intatte le cellule sane,” prosegue. Altri esempi di applicazioni di questo tipo di plasma includono il trattamento delle ferite, l'inattivazione di agenti patogeni come batteri e virus, la sterilizzazione di dispositivi medici e la decontaminazione dell'acqua.

Il potere dell'umidità

L'effetto di un plasma può essere influenzato dalla regolazione della percentuale di azoto e ossigeno atomico nella miscela gassosa, dalla quantità e dalla fonte di energia fornita, dalla pressione, dall'umidità e da altri fattori. Oggi, la tecnologia dei plasmi è molto diffusa in settori diversi come l'automobilistico, la microelettronica, l'imballaggio e la produzione di dispositivi medici, e il plasma deve essere adattato alle diverse esigenze di ciascun settore.

“La misurazione e il monitoraggio dell'umidità nei nostri sistemi di plasma sono molto importanti, poiché l'umidità gioca un ruolo significativo nei processi chimici del plasma. La dissociazione dell'acqua (H2O) apre a una vasta gamma di reazioni chimiche successive,” afferma Andjelija Petrovic. “I prodotti derivanti dai percorsi reattivi dell'acqua, come il radicale idrossilico (OH), l'ossigeno atomico (O) e il perossido di idrogeno (H2O2), generano stress ossidativo nelle prove biologiche,” racconta. “Nelle applicazioni biomediche, la variazione dell'umidità non influisce solo sul plasma, ma anche sugli obiettivi biologici da trattare, che possono essere cellule o strutture cellulari, fluidi o semi.”

Vaisala DMT143 – un alleato affidabile

Per via delle dimensioni ridotte degli esperimenti con plasma che Andjelija Petrovic supporta, il misuratore di punto di rugiada miniaturizzato Vaisala DMT143 è la scelta ideale. “Il gas viene condotto da una bombola in un tubo di vetro di soli 6 mm di diametro e 20 cm di lunghezza, in cui si trovano due elettrodi per accendere il gas,” descrive Andjelija Petrovic. “Il DMT143 viene installato nel tubo tra la bombola di gas e il tubo di reazione. In questo modo possiamo riconoscere esattamente cosa succede con il contenuto di umidità prima di avviare il flusso di gas, e come l'umidità influisce sul flusso stesso. Quando accendiamo il gas per generare il plasma, possiamo controllare con precisione la concentrazione di umidità grazie alle misurazioni del DMT143, influenzando così la chimica del plasma secondo necessità,” conclude. Vedi figura sopra.

Il laboratorio dispone di due dispositivi Vaisala DMT143, in uso da circa sei anni. “Le misurazioni precise dell'umidità sono fondamentali per il nostro lavoro, e da diversi anni ci affidiamo ai nostri Vaisala DMT143. Sono davvero facili da usare. Grazie alle loro dimensioni, possiamo integrarli senza dover modificare la configurazione dei nostri esperimenti. Li posizioniamo secondo necessità,” sottolinea Andjelija Petrovic.

Man mano che Andjelija Petrovic e il suo team continuano a esplorare nuove applicazioni del plasma, i loro dispositivi Vaisala DMT143 continueranno a svolgere un ruolo importante nel tracciare nuove strade in questo promettente campo di sperimentazione scientifica.