等離子體放電實現低能耗高效滅菌的效果

記者從中科院合肥物質科學研究院獲悉，該院的等離子體所等離子體醫學課題組在氣液相等離子體與水溶液相互作用、液相活性物質生成規律及失活微生物機理等方面開展了深入研究，并取得新進展。研究結果表明可以通過調控等離子體與水溶液相互作用的方式，選擇性產生液相活性基團種類、含量，實現高效滅菌。相關研究結果日前發表在《化學工程雜志》上。

等離子體放電在氣液接觸面引發一系列復雜的物理、化學過程，生成各類液相產物。由于其在生物醫學、水體凈化等方面巨大的潛在應用價值，逐漸被各國研究人員所關注。

課題組沈潔、程誠和蘭彥等人對這一課題進行了探索，發現在直接處理時，氧氣等離子體處理效果明顯優于空氣等離子體，而間接處理則出現截然相反的結果。針對不同處理方式下處理效果的差別，研究人員對不同氣氛等離子體引發主要液相活性基團含量進行檢測和分析。結果表明，氧氣等離子體直接處理可以顯著提高含氧活性基團的含量，而空氣等離子體由于氮的出現，含氮的液相活性基團的種類和含量都增加，同時也降低了含氧活性基團的含量。而對于間接處理，空氣等離子體具有更高的滅菌效果，這主要與空氣等離子體中含氮活性基團引發液相次級反應，生成過氧亞硝酸和水溶液酸化密切相關。

科研人員表示，在未來工程應用中，可以通過改變等離子體物理特性及選擇適當的處理方式，調控液相活性基團的種類和含量，最終實現低能耗高效滅菌。