大气压射频辉光放电电子数密度解析解及等离子体阻抗特性研究

为研究大气压射频辉光放电等离子体阻抗特性,基于射频放电的一维均匀假设模型,推导出了适用于α模式、高气压和小间隙条件下的电子数密度ne的解析解,从而可由实验测得的电压和电流幅值计算出ne;构建了描述整个放电区域的"电阻-电容混联"等效电路模型,模型参数可由ne计算得到。通过与他人数值模拟得到的ne对比,验证了该解析解的正确性。实验结果表明:放电电压和电子数密度随电流密度的增加而线性增加;鞘层厚度、准中性区的等效电容和鞘层的等效电容受电流密度变化影响不大;准中性区的等效电阻和放电间隙总等效阻抗随电流密度的增加而减小。实验结果还指出了前人工作中存在的一些问题:在小间隙时错误地忽略鞘层厚度,认为准中性区的长度就是电极间隙距离;不合理地将准中性区场强近似为0。未来工作希望进一步推导低气压或大间隙时电子数密度的解析解。

常压氩/氮射频容性放电冷等离子体的发射光谱诊断

实验中在大气压下在射频(13.56MHz)容性耦合的平板形金属电极的构型中实现了氩/氮射频α模式的辉光放电。首先,采用发射光谱的方法测量了氮分子(C3Πu)谱线随氮气含量的变化;其次,使用玻耳兹曼斜率法估算了OH谱带(A2Σ+→X 2Π)的转动温度,并得到等离子体温度随输入功率的变化规律。最后,选取氮的第二正带(C3Πu→B3Πg)的三组顺序带组对分子的振动温度进行了研究。实验结果表明:随着氮气流量的增加,氮分子谱线强度值先增加后减小,并在氮气流量为80mL.min-1附近达到极大值;气体温度随着输入功率的增加而增加,当输入功率从30W增加到210W时,对应的气体温度从342K增加到523K;随着掺入氮气的流量从30mL.min-1增加到140mL.min-1时,振动温度保持在1 800K值附近基本上不受影响。

常压室温等离子体生物诱变育种及其应用研究进展

大气压射频辉光放电(RF APGD)等离子体具有大气压下操作不需要真空系统、气体温度低、活性粒子浓度高、放电均匀性好、可控性强等特点,能够与各类生物分子发生作用,在生物技术中的应用受到广泛的关注。本研究团队将RF APGD等离子体射流引入生物诱变育种领域,对其物理特性及其与生物大分子和整细胞的作用机制进行了系统研究,并将其开发成新一代高效诱变育种仪,命名为常压室温等离子体(ARTP)诱变育种仪。实践证明,ARTP诱变育种仪具有对操作者安全、环境友好、操作简便、突变快速、突变率高、获得的突变体性状稳定等特点,目前已成功应用于包括细菌、放线菌、真菌、酵母、微藻等在内的四十余种微生物的诱变育种。本文将对ARTP生物育种技术的最新研究进展进行综述,以期ARTP快速生物突变技术在生物进化研究及工业生物菌种改造上发挥重要作用。