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

Plasma – neben fest, flüssig und gasförmig einer der vier Aggregatzustände – besteht  aus  positiven Ionen, negativen Elektronen, neutralen Molekülen, UV-Licht und angeregten Molekülen, die eine enorme Menge an innerer Energie besitzen können.  Plasma  entsteht  aus Gas auf die gleiche Weise wie Gas aus Flüssigkeit und Flüssigkeit aus Feststoff:  durch Energiezufuhr.

Plasmen, die unter Umgebungsbedingungen wirken,  haben  sich in den letzten Jahren zu einem wertvollen und immer beliebter werdenden Mittel in der wissenschaftlichen Forschung entwickelt. Am  Institute of Physics Belgrade, Serbien, helfen die kompakten Taupunktmesswertgeber DMT143 von Vaisala Forscher*innen bei ihren Experimenten,  um neue Anwendungen für Atmosphärendruckplasmen zu entdecken,  einschließlich der Behandlung von  Krebszellen.

Vielseitiges Werkzeug für biomedizinische Anwendungen

Eines der europäischen Center  of Excellence für Plasmaforschung ist das Institute  of Physics Belgrade mit 25  Labors und 200  Forschungsmitarbeiter*innen. Gefördert vom  serbischen Bildungsministerium  konzentriert sich eines dieser Labors auf angewandte Forschung  mit Niederdruckplasmen  bei Raumtemperatur. Und genau hier  spielt die Vaisala Taupunktmesswertgebertechnik  eine entscheidende  Rolle bei spannenden neuen  wissenschaftlichen Entdeckungen.

„In den letzten zehn Jahren haben  kalte Plasmen bei Atmosphärendruck (Raumtemperatur)  in einer Vielzahl von Anwendungen,  einschließlich der medizinischen und landwirtschaftlichen Forschung, zugenommen“,  erklärt Andjelija Petrovic, Junior  Researcher. „Im Gegensatz zu heißen Plasmen,  die biologische Proben schädigen  können, ist die Verwendung von kalten Plasmen  in diesen Bereichen sicher. Sie können helfen,  Samen zu keimen und Krebszellen abzutöten,  während gesunde Zellen unberührt bleiben“,  fährt sie fort.  Weitere  Anwendungsbeispiele  für diese Plasmatypen  umfassen die Wundbehandlung, die Inaktivierung von Krankheitserregern wie  Bakterien und Viren,  die Sterilisation von medizinischen Geräten und die Dekontamination von  Wasser.

Kraft der Feuchte

Die Wirkung eines Plasmas  kann durch Anpassung des Anteils  von Stickstoff und atomarem Sauerstoff  im Gasgemisch, der Menge und Quelle  der zugeführten Energie, des Drucks,  der Feuchte und anderer  Faktoren beeinflusst werden. Heutzutage ist die  Plasmatechnologie in so unterschiedlichen  Branchen wie der Automobil-, Mikroelektronik-, Verpackungs- und  Medizingeräteindustrie weit verbreitet, und  Plasma muss an die  unterschiedlichen Anforderungen jeder  einzelnen angepasst werden.

„Messung und Überwachung  der Feuchte in unseren Plasmasystemen ist  sehr wichtig, da Feuchte bei den  plasmachemischen Prozessen eine  bedeutende Rolle spielt.  Die Dissoziation von Wasser (H₂O) eröffnet  eine Vielzahl von  nachfolgenden plasmachemischen Reaktionen“, sagt Andjelija  Petrovic. „Die aus den  Wasserreaktionswegen stammenden Produkte, z. B. Hydroxylradikal (OH),  atomarer Sauerstoff (O) und  Wasserstoffperoxid (H₂O₂), erzeugen in biologischen Proben oxidativen Stress“,  erzählt Andjelija  Petrovic. „Bei biomedizinischen  Anwendungen hat die Änderung der  Feuchte nicht nur Einfluss auf das Plasma,  sondern auch auf die zu behandelnden  biologischen Ziele, die Zellen oder Zellstrukturen, Flüssigkeiten  oder Samen darstellen können.“

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Vaisala DMT143 – ein vertrauenswürdiges Teammitglied

Aufgrund des  geringen Umfangs der Plasmaexperimente, die Andjelija  Petrovic unterstützt, ist der Vaisala  Miniatur-Taupunktmesswertgeber DMT143 die  ideale Wahl. „Das Gas  wird aus einer Flasche in ein Glasrohr von nur 6  mm Durchmesser und 20  cm Länge geleitet, in dem sich zwei Elektroden befinden,  um das Gas zu entzünden“, beschreibt Andjelija Petrovic.  „Der DMT143  wird in die Rohrleitung zwischen Gasflasche und  Reaktionsrohr eingebaut. Wir können damit genau  erkennen, was mit dem Feuchtegehalt passiert,  bevor wir den Gasfluss  starten, und wie Feuchte den  Gasfluss beeinflusst. Sobald wir das Gas entzünden,  um Plasma zu erzeugen,  können wir die Feuchtekonzentration  mithilfe von Messungen des DMT143 genau steuern,  um die Plasmachemie  nach Bedarf zu beeinflussen.“ Siehe  Abbildung oben.

Das Labor verfügt über zwei Vaisala DMT143 Geräte, welche seit etwa sechs  Jahren im Einsatz sind. „Genaue  Feuchtemessungen sind bei unserer  Arbeit absolut entscheidend,  und wir verlassen uns seit mehreren Jahren auf unsere Vaisala  DMT143. Sie sind wirklich  einfach zu bedienen.  Aufgrund ihrer Größe können wir  sie integrieren, ohne unseren Versuchsaufbau  ändern zu müssen.  Wir platzieren sie nach Bedarf“, betont Andjelija  Petrovic.

Während Andjelija Petrovic und das Team  ihre Erforschung neuer Anwendungen für Plasma fortsetzen,  werden ihre Vaisala DMT143  Geräte weiterhin eine wichtige Rolle dabei spielen,  neue Wege in diesem vielversprechenden Gebiet  wissenschaftlicher Experimente zu  beschreiten.

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Alle Bilder: Mit freundlicher Genehmigung des Institue of Physics Belgrade, Serbien.