La recherche de pointe sur les plasmas conduite à l'Institut de physique de Belgrade bénéficie de la technologie de mesure de l'humidité éprouvée de Vaisala

Le plasma, l'un des 4 états de la matière (solide, liquide et gazeux), est composé d'ions positifs, d'électrons négatifs, de molécules neutres, de la lumière UV et de molécules excitées qui renferment une quantité énorme d'énergie. Le plasma est créé à partir de gaz tout comme le gaz est créé à partir de liquide et le liquide à partir de solide : en appliquant de l'énergie.

Récemment, les plasmas qui fonctionnent dans des conditions ambiantes sont devenus un outil précieux et de plus en plus apprécié dans la recherche scientifique. À l'Institut de physique de Belgrade (Serbie), les transmetteurs de point de rosée DMT143 compacts de Vaisala aident les chercheurs à découvrir de nouvelles applications pour les plasmas à pression atmosphérique, dont le traitement des cellules cancéreuses.

Un outil polyvalent pour les applications biomédicales

L'un des centres européens d'excellence dans la recherche sur les plasmas est bien l'Institut de physique de Belgrade, qui abrite 25 laboratoires et 200 chercheurs. Fondé par le Ministère de l'Éducation de la République de Serbie , l'un de ces laboratoires se concentre sur la recherche appliquée en utilisant des plasmas basse pression à température ambiante. Et c'est dans ce laboratoire que la technologie des transmetteurs de point de rosée de Vaisala joue un rôle vital dans de nouvelles découvertes scientifiques passionnantes.

« Au cours de la décennie précédente, on s'est surtout intéressé aux plasmas froids (température ambiante) à pression atmosphérique dans diverses applications, dont la recherche médicale et l'agronomique », explique Andjelija Petrovic, doctorante. « Contrairement aux plasmas chauds, qui peuvent abîmer les échantillons biologiques, les plasmas froids s'utilisent sans risque dans ces domaines. Ils peuvent accélérer la germination des graines et tuer les cellules cancéreuses sans toucher les autres cellules, qui restent intactes », poursuit-elle. Les autres exemples d'applications pour ces types de plasma sont le traitement des blessures, l'inactivation des agents pathogènes, comme les bactéries et les virus, la stérilisation des équipements médicaux et la décontamination de l'eau.

Le pouvoir de l'humidité

Les effets d'un plasma sont modifiés en ajustant la proportion d'azote et d'oxygène atomique dans le mélange gazeux, les quantité et source d'énergie appliquées, la pression, l'humidité et d'autres facteurs. Aujourd'hui, la technologie plasmatique est répandue dans des secteurs aussi divers que l'automobile, la microélectronique, l'emballage et les industries des dispositifs médicaux, il faut donc ajuster le plasma pour qu'il réponde aux besoins de chaque secteur.

« Mesurer et suivre l'humidité dans nos systèmes plasma est très important, car l'humidité joue un rôle important dans les process chimiques du plasma, en effet, la dissociation de l'eau (H₂O) crée une grande variété de réactions chimiques consécutives au niveau du plasma », explique Andeljija. « Les produits issus de ces réactions de l'eau, comme le radical hydroxyle (OH), l'oxygène atomique (O) et le peroxyde d'hydrogène (H₂O₂), génèrent un stress oxydatif dans les échantillons biologiques », ajoute Andjelija. « Dans les applications biomédicales, modifier l'humidité permet d'influencer non seulement le plasma, mais aussi les cibles biologiques en cours de traitement, qui peuvent être des cellules ou des structures cellulaires, des liquides ou des graines. »

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Vaisala DMT143 – un membre à part entière de l'équipe

En raison de la petite échelle des expériences menées par Andeljija, le transmetteur de point de rosée DMT143 miniature de Vaisala est idéal. « Le gaz provient d'une bouteille et arrive dans un tube de verre qui mesure seulement 6 mm de diamètre et 20 cm de long, avec 2 électrodes à l'intérieur pour allumer le gaz », explique Andeljija. « Le DMT143 est installé dans le tuyau entre la bouteille de gaz et le tube de réaction. Nous pouvons l'utiliser pour voir exactement ce qui se passe au niveau de l'humidité avant de commencer l'écoulement de gaz et voir comment l'humidité influence cet écoulement. Dès que nous allumons le gaz pour créer du plasma, nous pouvons alors contrôler avec précision la concentration de l'humidité en utilisant les mesures du DMT143 pour influencer la chimie des plasmas selon les besoins. » Voir l'illustration ci-dessus.

Le laboratoire dispose de 2 appareils Vaisala DMT143 qui sont en service depuis environ 6 ans. « Disposer de mesures de l'humidité précises est une nécessité absolue dans notre travail et nous faisons confiance à nos appareils Vaisala DMT143 depuis plusieurs années. Ils sont vraiment faciles à utiliser et, du fait de leur taille, nous pouvons les intégrer sans changer notre dispositif expérimental, nous pouvons les déplacer en cas de besoin », ajoute Andeljija

À mesure qu'Andeljija et le reste de l'équipe poursuivront leurs recherches dans de nouvelles applications sur le plasma, leurs appareils Vaisala DMT143 continueront de jouer un rôle important dans l'innovation dans ce domaine prometteur qu'est l'expérimentation scientifique. 

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Toutes les images : avec l'aimable autorisation de l'Institut de physique de Belgrade (Serbie).