Чтобы помочь в этом понимании, исследователи из Российской академии наук провели компьютерное моделирование взаимодействия струи плазмы атмосферного давления с поверхностью, которая имеет свойства, аналогичные свойствам сыворотки крови. Они представляют свой анализ в Журнале прикладной физики от AIP Publishing.
«При использовании плазменных струй для плазменной медицины важно знать, что наличие или отсутствие обрабатываемой поверхности вблизи струи существенно влияет на параметры струи», – сказала Наталья Бабаева, один из авторов. «Например, раны с сывороткой крови могут иметь разные свойства.
Эти свойства также могут изменяться во время плазменной обработки."
В зависимости от характеристик обрабатываемой ткани струя плазмы может вести себя по-разному. Волны ионизации, создаваемые плазменными струями, могут отражаться взад и вперед или распространяться по ткани в виде поверхностного разряда.
Для того типа плазмы, которую изучали Бабаева и ее команда, они обнаружили, что поверхность, подобная биоматериалу, может приводить к многократным отражениям плазменной струи, и при каждом прохождении количество электронов и радикалов – тип очень реактивной молекулы – увеличивается. В частности, идентифицированные радикалы представляют собой кислород, гидроксид, перекись водорода, озон и оксид азота, также известные как активные формы кислорода и активные формы азота.
«Реактивные формы кислорода и активные формы азота важны для действия противомикробных препаратов, рака и лечения ран», – сказала Бабаева, добавив, что оба они играют активную роль в иммунной системе животных и растений.
Количественная оценка этих радикалов и понимание направления и величины их потока важны для оптимизации плазмы для использования в биомедицинских приложениях, где способность контролировать их поведение в некоторой степени имеет решающее значение.
Команды моделирования предоставляют средства для прогнозирования такого поведения.
«Этот прогноз очень важен, так как он определяет потенциал плазменной обработки», – сказала Бабаева. "Наше исследование добавляет некоторые знания об особенностях поведения струи в присутствии поверхностей с высокой проводимостью."