Hochmoderne Plasmaforschung am Institute of Physics Belgrad wird von bewährter Vaisala Feuchtemesstechnik unterstützt

Junior Onderzoeker Andjelija Petrovic aan haar werk. (Alle afbeeldingen: Courtesy of Instituut voor Natuurkunde Belgrado, Servië)

(Alle afbeeldingen: Courtesy of Instituut voor Natuurkunde Belgrado, Servië)

Plasmen, die onder omgevingsomstandigheden werken, hebben zich de afgelopen jaren ontwikkeld tot een waardevol en steeds populairder wordend middel in wetenschappelijk onderzoek. Aan het Institute of Physics Belgrado, Servië, helpen de compacte dauwpuntmeters DMT143 van Vaisala onderzoekers bij hun experimenten om nieuwe toepassingen voor atmosferische drukplasma's te ontdekken, inclusief de behandeling van kankercellen.

Plasma – naast vast, vloeibaar en gasvormig een van de vier aggregatietoestanden – bestaat uit positieve ionen, negatieve elektronen, neutrale moleculen, UV-licht en geëxciteerde moleculen, die een enorme hoeveelheid interne energie kunnen bezitten. Plasma ontstaat uit gas op dezelfde manier als gas uit vloeistof en vloeistof uit vaste stoffen: door toevoer van energie.

Veelzijdig instrument voor biomedisch gebruik

Een van de Europese Centers of Excellence voor plasmaonderzoek is het Institute of Physics Belgrado, met 25 laboratoria en 200 onderzoekers. Gefinancierd door het Servische ministerie van Onderwijs richt een van deze laboratoria zich op toegepast onderzoek met laagdrukplasma's bij kamertemperatuur. En precies hier speelt de Vaisala dauwpuntmetertechnologie een cruciale rol bij spannende nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen.

“In de afgelopen tien jaar zijn koude plasma's bij atmosferische druk (kamertemperatuur) toegenomen in een breed scala aan toepassingen, inclusief medisch en landbouwonderzoek,” legt Andjelija Petrovic uit, Junior Researcher. “In tegenstelling tot hete plasma's, die biologische monsters kunnen beschadigen, is het gebruik van koude plasma's in deze gebieden veilig. Ze kunnen helpen bij het ontkiemen van zaden en het doden van kankercellen, terwijl gezonde cellen onaangetast blijven,” vervolgt ze. Andere voorbeelden van toepassingen voor dit type plasma omvatten wondbehandeling, inactivatie van ziekteverwekkers zoals bacteriën en virussen, sterilisatie van medische apparatuur en waterdecontaminatie.

Kracht van vocht

De werking van een plasma kan worden beïnvloed door het aanpassen van het aandeel stikstof en atomair zuurstof in het gasmengsel, de hoeveelheid en bron van de toegevoerde energie, de druk, het vochtgehalte en andere factoren. Tegenwoordig is plasmatechnologie wijdverspreid in verschillende sectoren zoals de automobielindustrie, micro-elektronica, verpakkingsindustrie en medische apparatuur, en moet plasma worden aangepast aan de verschillende eisen van elke sector.

“Het meten en monitoren van vocht in onze plasmatoestellen is zeer belangrijk, omdat vocht een significante rol speelt in de plasmachemische processen. De dissociatie van water (H2O) opent een scala aan daaropvolgende plasmachemische reacties,” zegt Andjelija Petrovic. “De producten die uit waterreacties voortkomen, zoals hydroxylradicalen (OH), atomair zuurstof (O) en waterstofperoxide (H2O2), veroorzaken oxidatieve stress in biologische monsters,” vertelt Andjelija Petrovic. “Bij biomedisch gebruik beïnvloedt de verandering in vochtgehalte niet alleen het plasma, maar ook de biologische doelen die behandeld worden, zoals cellen of celstructuren, vloeistoffen of zaden.”

Vaisala DMT143 – een betrouwbare teamgenoot

Vanwege de kleine omvang van de plasma-experimenten die Andjelija Petrovic ondersteunt, is de Vaisala Miniatuur-Dauwpuntmeter DMT143 de ideale keuze. “Het gas wordt uit een fles via een glasbuis van slechts 6 mm diameter en 20 cm lengte geleid, waarin zich twee elektroden bevinden om het gas te ontsteken,” beschrijft Andjelija Petrovic. “De DMT143 wordt in de leiding tussen gasfles en reactiebuis ingebouwd. Zo kunnen we precies zien wat er met het vochtgehalte gebeurt voordat we de gasstroom starten, en hoe vocht de gasstroom beïnvloedt. Zodra we het gas ontsteken om plasma te genereren, kunnen we de vochtconcentratie nauwkeurig regelen met behulp van metingen van de DMT143, om de plasmachemie naar wens te beïnvloeden,” zie de bovenstaande afbeelding.

Het laboratorium beschikt over twee Vaisala DMT143-apparaten, die al ongeveer zes jaar in gebruik zijn. “Nauwkeurige vochtmetingen zijn absoluut essentieel voor ons werk, en we vertrouwen al jaren op onze Vaisala DMT143. Ze zijn echt eenvoudig te gebruiken. Vanwege hun formaat kunnen we ze integreren zonder onze proefopstelling te hoeven aanpassen. We plaatsen ze naar behoefte,” benadrukt Andjelija Petrovic.

Terwijl Andjelija Petrovic en haar team doorgaan met het onderzoeken van nieuwe toepassingen voor plasma, zullen hun Vaisala DMT143-apparaten blijven spelen een belangrijke rol bij het verkennen van nieuwe wegen in dit veelbelovende veld van wetenschappelijke experimenten.