The authors thank Chris Mortimer, Chris Rhodes (Department of Chemistry workshops) and Kari Niemi (York Plasma Institute) for their help with the equipment. The work was supported by the Leverhulme Trust (grant No. RPG-2013-079) and EPSRC (EP/H003797/1 &amp; EP/K018388/1).

1. מגן התקנת הפלזמה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם כל החלקים של הסביבה החשמלית בתוך הכלוב: אספקת חשמל, מתח / מטר נוכחי, כבל מתח, אלקטרודות פלזמה, סילון פלזמה, וכו &#39; </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי שטח בתוך הכלוב מספיק כך האלקטרודה חי, אלקטרודה הקרקע וכבלים בהתאמה אינם באים במגע אחד עם השני או רשת מתכת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצייד את הכלוב עם משתלבים מחוברים אספקת חשמל פלזמה על מנת למנוע הסיכון של התחשמלות האלקטרודה המתח הגבוהה במהלך מבצע הפלזמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את שולטת שהמתח ותדר על פני השטח החיצוניים של הכלוב כדי לאפשר שינוי של הפרמטרים, בלי להפריע את פעולת הפלזמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קרקע כל המתכת תומכת בתוך כלוב הרשת ואת הכלוב עצם על ידי חיווט אותם תקע מליטת אדמה. </li></ol> 2. פרמטרים פריקים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את האלקטרודה חיים מתחת o אלקטרודה הקרקעn שפופרת זכוכית (כלומר, קרוב יותר אל זרבובית צינור). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את חללית מתח אספקת חשמל הפלזמה למדוד את מתח ההפעלה, ולהעביר את האלקטרודה הקרקע באמצעות החללית הנוכחית העגולה לפקח זרם בתמורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את שני את המתח ואת החללית הנוכחית אוסצילוסקופ, ניטור הנוכחי, את המתח ואת תדירות הפעלת פלזמה (שקבע גם את הנוכחי או חללית המתח). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את זרימת הגז דרך שפופרת זכוכית 2 SLM באמצעות בקרי זרימה ההמוניים (MFCs). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להצית את הפלזמה בתוך שפופרת זכוכית עם הליום גלגל הגז עובר אותו על ידי סיבוב על אספקת חשמל הפלזמה. באמצעות הקריאות החלליות, להגדיר את המתח ותדירות של הפריקה ל -18 קילו וולט ו -25 kHz, בהתאמה. הערה: וריאציות פרמטר מתבצעות כדי לקבוע את המתח ותדירות המינימאליים שבו הפריקה מתרחשת עם התוכן המולקולרי הגבוה ביותר של כל הניסויים. thדואר גדל תוכן מולקולרי דורש מתח גבוה עבור הפלזמה להצתה. שים לב מתח גבוה יכול לגרום עלייה בטמפרטורת גז משמעותית של הפלזמה, ובכך מוביל אידוי מוגבר של המדגם הנוזלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור על מתח קבוע בכל הניסויים. </li></ol> 3. היכרות עם מוספים לגז Feed <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את MFC השני אל צינורות גז ההזנה הראשיים באמצעות T-מחבר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להוסיף את אדי מים לגז להאכיל, לביים זרימת MFC-מוסדרת של הליום דרך בקבוקון Drechsel מלא מים ואת מיקומו מחוץ (על גבי או בצד) כלוב הרשת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג רמה רצויה של רוויה ידי פיצול זרימת גז ההזנה. 10% ישירים של זרימת הגז (200 SCCM) דרך בקבוק Drechsel עם מים (H 2 O 16) כדי להשיג רווית 10% מגז ההזנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מחבר ה- T, לשלב גז-רווי אדי מים זה באופן מלא עם 90% (1,800 SCCM) שלזרימת גז יבשה. </li></ol> 4. Reactor <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן כור זכוכית מורכב משני חלקים, עליונים ותחתונים. לצייד את החלק התחתון של עם צינור פליטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את כור הזכוכית בבית הפייה של סילון הפלזמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את נחיר סילון פלזמה לתוך grommet גומי בתוך הפתח בחלק העליון של הכור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את המכל המורכב ממאגר היטב כמו על גבי דוכן. פוך הוא דוכן הבאר מחומר דיאלקטרי (למשל, זכוכית, זכוכית קוורץ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את מיכל מדגם בתוך הכור, כך היא חשופה הקולחים פלזמה מלוע של סילון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שם נוזל H 2 O 17 מדגם בתוך המכל המדגם. עבור זיהוי של רדיקלים הידרוקסיל, להשתמש בפתרון של מלכודת ספין 5,5-דימתיל-1-pyrroline- -oxide N (DMPO) (ראה 5.1). הערה: הבחירה של מלכודת הספין כמו גם הבחירה של המדגם הנוזל components תלוי המינים הספציפיים הנחקרים. לדוגמא, המקור הקיצוני OH • נלמד באמצעות H 2 O 16 / H 2 O 17 ו מלכודת ספין DMPO. מקור קיצוני • H מחייב שימוש של H 2 O / D 2 O (גז נוזלי). N -tert-בוטיל-α-phenylnitrone (PBN) אמור לשמש לצורך זיהוי של • H הרדיקלי. במקרה של הוא פלזמה עם אדי H 2 O, הוצג בפני מימן מלכודת בעיקר הרדיקלי, תוך DMPO נוצר בעיקר DMPO-OH adduct 15. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חברו את חלקי הכור שני באמצעות מגע משטחי זכוכית הקרקע. </li></ol> 5. ספין שמנת מינים רדיקליים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את הפתרונות של מלכודת ספין נבחר עם הריכוז הנדרש. עבור תמיסות מימיות, להשתמש במי דה מיוננים. עבור מלכודות ספין nitrone (כגון DMPO), להשתמש בריכוז 100 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טרום לשטוף את הכור עם גז להאכיל (2 SLM) למשך 30 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> IGNITE הפלזמה (ראה 2.5) ולחשוף המדגם לנוזל קולחי הפלזמה לתקופה קצובה של זמן (למשל, 60 שניות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר זמן החשיפה הנדרש, לכבות את אספקת החשמל פלזמה, לפתוח את הכור. הסר את מיכל מדגם מהכור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף במדגם ולנתח אותו באמצעות ספקטרוסקופיית תהודה מגנטית אלקטרונית (EPR) 15. </li></ol>

<ol>
	<li>Boxhammer, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bactericidal+action+of+cold+atmospheric+plasma+in+solution.">Bactericidal action of cold atmospheric plasma in solution.</a> New J. Phys. 14, 113042 (2012).</li><li>Graves, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+emerging+role+of+reactive+oxygen+and+nitrogen+species+in+redox+biology+and+some+implications+for+plasma+applications+to+medicine+and+biology.">The emerging role of reactive oxygen and nitrogen species in redox biology and some implications for plasma applications to medicine and biology.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 45, 263001 (2012).</li><li>von Woedtke, T., Reuter, S., Masur, K., Weltmann, K. -. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmas+for+medicine.">Plasmas for medicine.</a> Phys. Rep. 530, 291-320 (2013).</li><li>Machala, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+ROS+and+RNS+in+Water+Electro-Sprayed+through+Transient+Spark+Discharge+in+Air+and+their+Bactericidal+Effects.">Formation of ROS and RNS in Water Electro-Sprayed through Transient Spark Discharge in Air and their Bactericidal Effects.</a> Plasma Proc. Polym. 10, 649-659 (2013).</li><li>Lu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactive+species+in+non-equilibrium+atmospheric-pressure+plasmas:+Generation,+transport,+and+biological+effects.">Reactive species in non-equilibrium atmospheric-pressure plasmas: Generation, transport, and biological effects.</a> Phys. Rep. 630, 1-84 (2016).</li><li>Takamatsu, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbial+Inactivation+in+the+Liquid+Phase+Induced+by+Multigas+Plasma+Jet.">Microbial Inactivation in the Liquid Phase Induced by Multigas Plasma Jet.</a> PLoS One. 10, 0132381 (2015).</li><li>Ahlfeld, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inactivation+of+a+Foodborne+Norovirus+Outbreak+Strain+with+Nonthermal+Atmospheric+Pressure+Plasma.">Inactivation of a Foodborne Norovirus Outbreak Strain with Nonthermal Atmospheric Pressure Plasma.</a> mBio. 6, 02300 (2015).</li><li>Hirst, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-temperature+plasma+treatment+induces+DNA+damage+leading+to+necrotic+cell+death+in+primary+prostate+epithelial+cells.">Low-temperature plasma treatment induces DNA damage leading to necrotic cell death in primary prostate epithelial cells.</a> Brit. J. Cancer. 112, 1536-1545 (2015).</li><li>Norberg, S. A., Tian, W., Johnsen, E., Kushner, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atmospheric+pressure+plasma+jets+interacting+with+liquid+covered+tissue:+touching+and+not-touching+the+liquid.">Atmospheric pressure plasma jets interacting with liquid covered tissue: touching and not-touching the liquid.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 47, 475203 (2014).</li><li>Greb, A., Niemi, K., O'Connell, D., Gans, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energy+resolved+actinometry+for+simultaneous+measurement+of+atomic+oxygen+densities+and+local+mean+electron+energies+in+radio-frequency+driven+plasmas.">Energy resolved actinometry for simultaneous measurement of atomic oxygen densities and local mean electron energies in radio-frequency driven plasmas.</a> Appl. Phys. Lett. 23, 234105 (2014).</li><li>Wagenaars, E., Gans, T., O'Connell, D., Niemi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-photon+absorption+laser-induced+fluorescence+measurements+of+atomic+nitrogen+in+a+radio-frequency+atmospheric-pressure+plasma+jet.">Two-photon absorption laser-induced fluorescence measurements of atomic nitrogen in a radio-frequency atmospheric-pressure plasma jet.</a> Plasma Sources Sci. Technol. 21, 042002 (2012).</li><li>Abd-Allah, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+spectrometric+observations+of+the+ionic+species+in+a+double+dielectric+barrier+discharge+operating+in+nitrogen.">Mass spectrometric observations of the ionic species in a double dielectric barrier discharge operating in nitrogen.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 48, 085202 (2015).</li><li>Takamatsu, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+reactive+species+using+various+gas+plasmas.">Investigation of reactive species using various gas plasmas.</a> RSC Adv. 4, 39901-39905 (2014).</li><li>Uchiyama, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EPR-Spin+Trapping+and+Flow+Cytometric+Studies+of+Free+Radicals+Generated+Using+Cold+Atmospheric+Argon+Plasma+and+X-Ray+Irradiation+in+Aqueous+Solutions+and+Intracellular+Milieu.">EPR-Spin Trapping and Flow Cytometric Studies of Free Radicals Generated Using Cold Atmospheric Argon Plasma and X-Ray Irradiation in Aqueous Solutions and Intracellular Milieu.</a> PloS One. 10, e0136956 (2015).</li><li>Gorbanev, Y., O'Connell, D., Chechik, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-thermal+plasma+in+contact+with+water:+The+origin+of+species.">Non-thermal plasma in contact with water: The origin of species.</a> Chem. Eur. J. 22, 3496-3505 (2016).</li><li>Schmidt-Bleker, A., Winter, J., Iseni, S., Rueter, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactive+species+output+of+a+plasma+jet+with+a+shielding+gas+device+-+Combination+of+FTIR+absorption+spectroscopy+and+gas+phase+modelling.">Reactive species output of a plasma jet with a shielding gas device - Combination of FTIR absorption spectroscopy and gas phase modelling.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 47, 145201 (2014).</li><li>Schmidt-Bleker, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+plasma+chemistry+of+a+cold+atmospheric+argon+plasma+jet+with+shielding+gas+device.">On the plasma chemistry of a cold atmospheric argon plasma jet with shielding gas device.</a> Plasma Sources Sci. Technol. 25, 015005 (2015).</li><li>Lide, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> CRC Handbook of Chemistry and Physics. , (1992).</li><li>Tsuchiya, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitric+oxide-forming+reactions+of+the+water-soluble+nitric+oxide+spin-trapping+agent,+MGD.">Nitric oxide-forming reactions of the water-soluble nitric oxide spin-trapping agent, MGD.</a> Free Radic. Biol. Med. 27, 347-355 (1999).</li><li>Robert, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rare+gas+flow+structuration+in+plasma+jet+experiments.">Rare gas flow structuration in plasma jet experiments.</a> Plasma Sources Sci. Technol. 23, 012003 (2014).</li><li>Allen, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+inhibition+of+the+polymerization+of+styrene.">Oxygen inhibition of the polymerization of styrene.</a> J. Appl. Chem. 4, 289-290 (1954).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

הנה, אנחנו מדגימים את השימוש התקנה פלזמה בתוך הבית שנבנה בלחץ אטמוספרי. כלוב רשת המתכת עוזר להשיג תנאי פלזמה לשחזור עם הפרעה ממוזערת מתחומים חיצוניים, בעת ובעונה האחת להגן על ציוד סמוך רגיש מפני הפרעות אפשריות ו / או ניזק בכל שדות פלזמה מושרה. המיגון (כלובים) של ההתקנה תלוי בסוג של פלזמה מופעלת המאפיינים החשמליים שלה. המטרה היא להבטיח היעדר התערבות חיצונית על מבצע הפלזמה ולהימנע שדות הפלזמה מפריעה שמסביב ציוד. במקרה זה גודל הרשת הוא 22 מ&quot;מ, עם זאת, גודל רשת מופחתת עשוי להידרש פלזמות שונות. הפרמטרים המבצע הפלזמה נשלטו באמצעות מתח בדיקה נוכחית חובר אוסצילוסקופ. המבוא של חללית מתח הגבוהה משנה את הסביבה החשמלית משמעותי, ולכן החללית חייבת להיות חלק של מערכת החשמל ולהיות מניחהioned באותו אופן לאורך כל הניסויים. שימוש כור הזכוכית encapsulating מדגם סילון הפלזמה מאפשר הרחקה של אטמוספרת הסביבה של רכב לעתים קרובות ידוע ממערכת התגובה. בשנת התוצאות שהוצגו (לעיל vide), זה היה בשימוש כדי לקבוע את מקור מיני חמצן תגובתי נגרם פלזמה במדגם המימי חשופי קולחי הפלזמה. חקירה כזו היא אפשרית אם המולקולות של המים הנוזליים ושל מי הגז להאכיל (אדי) יכולים להיות מובחנות. כדי לקבוע אם רדיקלים הידרוקסיל נוצרו בשלב הגז או מן מולקולות מים הנוזליות, מים שכותרתו isotopically הוצגו: H 2 O 17 כמדיום הנוזלי, H 2 O 16 אדי גז ההזנה. אם ניסוי היפותטי נערך באווירה פתוחה, תוך הבחנה בין שני השלבים היו כבר הקשתה על ידי הנוכחות של אדי המים באוויר שמסביב.שיטה חלופית כדי למזער את ההשפעה של האווירה שמסביב הודגמה בספרות, שבה דיפוזיה של המינים מן האטמוספרה לתוך שפכי הפלזמה נמנעה באמצעות גז מגן 17. גז המיגון (N 2 או O 2) יוצר וילון גז עם רכב ידוע 18. הכור שהוצג בכתב היד הזה הוא דרך פשוטה להסיר את שפעת הרכיבים באוויר הסביבה (כגון אדי מים), וניתן להשתמש בו עם מטוסי פלזמה שונים ללא ההקדמה של זרימת גז הנוספת. בדומה • OH הרדיקלי, המקור • H הרדיקלי יכול להיקבע על ידי העסקת D 2 O / H 2 O מערכת. ה O הזול D 2 יכול גם להיות מוחדר גז העדכון בתור אד כמתואר לעיל. הרוויה של הגז עם אדי H 2 O נקבעה על ידי שקילת בקבוק Drechsel לפני ואחרי מבעבע את זרימת גז throuGH זה. הלחות היחסית (כלומר, הרוויה) של הגז מחושבת לפי כמות המים התאדו היקף הגז עבר. שים לב בניסויים ממושכים, הטמפרטורה של הנוזל בבקבוק Drechsel עשויה לקטון בשל ההתאדות. הלחות היחסית מחושבת עבור לטמפרטורה מסוימת. הערכים חושב מושווים נוספים עם אלה בספרות 19 כדי לקבוע את הלחות היחסית של גז ההזנה. גילינו אמפירי כי זרימה של עד 2 SLM של הוא דרך Drechsel מלא מי בקבוקון מלא מרווה הגז עם אדי מים. עם זאת, ספיקות גבוהות לא יכולות לאפשר זמן מגורים המספק של הגז בנוזל הרוויה מלאה. ייתכן שתידרשנה טכניקות רוויה אחרות. עוד משימה מאתגרת היא להבטיח כי לא אוויר שמסביב קיים במערכת. הכור הוא מראש סמוק עם הגז להאכיל להסיר באוויר שיורית.הזמן הדרוש-שטיפה מראש יהיה תלוי בהיקף הכור ואת זרימת גז ההזנה. העדר דיפוזיה באוויר הסביבה החיצונית entrainment למערכת כגון מערכת פלזמה גז הליום להאכיל יכול להיבדק באמצעות • אין תגובה השמנה קיצונית. תחמוצת החנקן שנוצר על ידי פלזמה מ N 2 ו- O 2 מולקולות של אוויר יכול להיות מזוהים על ידי EPR בתור adduct הרדיקלי של (MGD) 2 Fe 2+ 20 מורכבים (MGD = N -methyl-D-glucamine dithiocarbamate). במקרה של העדר מוחלט של אוויר, האות EPR של adduct לא הוא ציין. היעדרם של מולקולות מים חיצוניות בכור ניתן להדגים על ידי הניסוי הבא. מדגם נוזלי של D 2 O חשוף פלזמת גז מזון יבשה. ניתוח התמ&quot;ג של המדגם-החשיפה פוסט חושף את הסכום של H 2 O הביא לתוך הנוזל במהלך החשיפה. זה מאפשר לאמוד את הסכום של H 2 O שיורית של טוביןגרם משמש הגז להאכיל 15 בניסוי. העיצוב מיכל המדגם הוא מכריע העבודה הניסויית. בתחילה, ניסינו באמצעות צינורות פלסטיק וזכוכית microcentrifuge. יחד עם זרימת גז להאכיל פלזמה גבוהה יחסית, הקוטר הקטן של הפתיחה אינו מאפשר את האוויר שמסביב לחדור צינור microcentrifuge. עם זאת, יש לכך חסרונות רבים. הפלזמה הציגה קימור ולהגדיל טמפרטורה גדולה ליד הקצוות של צינור microcentrifuge. המשלוח של המינים משלב הגז לתוך הנוזל היה גם באופן משמעותי פחות יעיל בגלל הדינמיקה בשלב תדלוק השונה ואת השטח הנמוך (ונפח גדול) של המדגם הנוזלי. לכן, שטח הפנים של מדגם הנוזל חיוני עבור המשלוח של מיני תגובתי משלב גז המדגם הנוזלי. זה חשוב במיוחד עבור רדיקלים הקצר המועד. מכולת המדגם הנוזלי ולכן צריכה להיות מתוכננת לאפשר חשוףלנוזל יש שטח פנים גבוה עבור דיפוזיה יעילה. המדגם צריך גם עומק נמוך כדי למזער את המגבלות הקשורות הסעה של המדגם נוזלי. זה חייב להילקח בחשבון כי מוגבה תזרים גז ובמיוחד עם פלזמה מתלקחת ליצור הפרעות משמעותיות על פני השטח של המדגם הנוזל 21. לכן, מכל המדגם יש צורה היטב כמו עם קוטר ועומק הנדרש לצורך הניסוי הספציפי. גובה עמדה אשר הבאר ממוקמת יכול להיות מותאם לצרכים ניסיוניים. Grommet הגומי שדרכו סילון הפלזמה מוכנס לתוך הכור מאפשר לשנות את זווית המגע של הקולחים עם הנוזל. השיטה המוצגת מאפשרת חקירה של מקור המינים תגובתי (• OH, • H, וכו &#39;) הנגרם בנוזל על ידי סילון פלזמת שדה מקביל תדירות kHz. שיטת העסקת כור זכוכית סביב הסילון אינה מוגבלת אל described תנאים, וניתן להשתמש בו עם פלזמות בלחץ אטמוספרי אחרות. השיטה מאפשרת הכנסה כל מוספים לגז ההזנה: אדי, O 2, N 2, וכו &#39;בין שאר היתרונות שלה היא האפשרות לקיים מדידות אופטיות בתוכו, אם כי זכוכית קוורץ באיכות אופטית במקרה זה חייב לשמש כור חוֹמֶר. צינור הפליטה בחלק התחתון של הכור מאפשר באמצעות סילון הפלזמה כמעט בכל מעבדה: המפלט יכול להיות מחובר דרך צינורות פלסטיק כדי ברדס חילוץ מרחוק. מושג הכור הוא תכליתי ויכול לשמש במחקר של פלזמות שונות שבם באווירה מבוקרת נדרשת. לדוגמא, פילמור של סטירן מעוכב על ידי מיני חמצן 22, אבל ניתן לראות את הכור כאשר סטירן הנוזלי חשופת פלזמת גז הליום ההזנה.

פלזמות בלחץ אטמוספרי בעלי טמפרטורה נמוכה (LTPS) משכו תשומת לב מוגברת בשנים האחרונות בשל הפוטנציאל העצום שלהם עבור יישומים ביו 1-3. במגע עם אווירת הסביבה, LTP מגיב עם תוכן מולקולרי של אוויר (N 2, O 2, H 2 O אדי), יצירת מגוון מיני חמצן וחנקן תגובתי (הנוירונים) 2,4. בין אלה יחסית מינים יציבים (כגון מי חמצן, אוזון, ניטריט ואניונים חנקו) ורדיקלים תגובתי (• OH, • אווה / O 2 • -, • H, • NO, וכו &#39;). מינים אלה, בתחילה שנוצרו בשלב הגז, מועברים עוד יותר על ידי הפלזמה למצע הביולוגי 5. הנוירונים אינטראקציה עם מצעים ובכך להגדיר את מיקרוביאלית, אנטי סרטני ואפקטים אנטי-ויראלית של LTP 6-8. פיתוח טיפולי LTP דורש דוגמנות מורכבת התגובות שלהנוירונים 9. מים הם חלק חיוני של המילייה הביולוגי, והתגובות בשלב המימי להגדיל את המורכבות של המערכת באופן דרמטית. החקירה של הפלזמה פאזיים גז מתבצעת נרחבת בשיטות אנליטיות שונות, כוללים ספקטרוסקופית פליטה אופטית, קרינה הנגרם ליזר, גלאי אינפרא אדומים פסיביים, ספקטרומטריית מסה (MS), וכו &#39;10-12. במקביל, חקירות מפורטות של המינים שזוהו בשלב הנוזל עדיין נדירות. דוחות זמינים לתאר את השימוש בשיטות שונות אנליטי כגון תהודת פאראמגנטיים UV אלקטרוני ספקטרוסקופיה (EPR), cytometry, וכו &#39;לצורך זיהוי של הנוירונים בתמיסות מימיות 13,14. EPR הוא אחת השיטות הישירות ביותר לגילוי רדיקלי בנוזל. עם זאת, מינים רבים רדיקליים לא יכולים להיות מזוהים על ידי EPR בשל זמן החיים הקצר שלהם. במקרים אלה, השמנת ספין משמשת לעתים קרובות. ספין השמנה טכניקה מעורבת (מלכודת ספין) מתחם ש&quot;שich במהירות ובאופן סלקטיבי מגיב עם הרדיקלי להניב adduct הרדיקלי מתמשך יותר (למשל, DMPO מגיב עם רדיקלי הידרוקסיל, ויצרו adduct DMPO-OH). האתגרים הנפוצים מחקרי אינטראקצית פלזמה נוזלית הם חוסר היכולת לשלוט על אווירת הסביבה ברחבי שפכי הפלזמה וגורמי מפריעים אחרים (שדות חיצוניים, חלקי אספקת חשמל רגיש לסביבה, וכו &#39;). הנה, אנחנו מדגימים את שימוש התקנה הכולל מקרה רשת מתכת המכיל פלזמה פעלה כור בתוך הבית בנוי סביב נחיר סילון פלזמה. רשת המתכת משמשת כלוב פאראדיי, המאפשר שחזור שיפור משמעותי וכושר תפעולו הכללי של סילון הפלזמה. כור הזכוכית מתמצת הוא סילון פלזמת המדגם הנוזלי, למעט האווירה שמסביב מהמערכת. שיטה זו יכולה להיות מועסקת על כל מטוס פלזמה בלחץ אטמוספרי במגע עם פתרונות נזילים.לדוגמא, אנו לאחרונה הצגנו חקירה של מקור מיני החמצן תגובתי זוהו מדגם מימי חשופי פלזמה. מים שכותרתו isotopically שמשו להבחין בין המינים נוצרו נוזלי הגז בשלב של פתרון מערכת סילון נוזל פלזמת 15.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="783">
	<tbody>
		<tr height="53">
			<td height="53" style="height:53px;width:255px;">Plasma Resonant and Dielectric Barrier Corona Driver power supply&#160;</td>
			<td style="width:243px;">Information Unlimited</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">PVM500&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Mass flow controller (MFC)</td>
			<td>Brooks Instruments&#160;</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>2 slm (He calib.)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">MFC</td>
			<td>Brooks Instruments&#160;</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>5 slm (He calib.)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Microcomputer controller for MFCs</td>
			<td>Brooks Instruments&#160;</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>0254</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:255px;">H217O</td>
			<td>Icon Isotopes</td>
			<td style="width:119px;">IO 6245</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:255px;">5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide&#160;</td>
			<td style="width:243px;">Dojindo Molecular Technologies, Inc.&#160;</td>
			<td style="width:119px;">D048-10</td>
			<td>&#8805;99%</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:255px;">2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl&#160;</td>
			<td style="width:243px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">214000</td>
			<td>98%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Helium</td>
			<td style="width:243px;">BOC UK</td>
			<td style="width:119px;">110745-V</td>
			<td>99.996%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">High voltage probe</td>
			<td style="width:243px;">Tektronix&#160;</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>P6015A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Current probe</td>
			<td>Ion Physics Corporation&#160;</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>CM-100-L</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Oscilloscope</td>
			<td style="width:243px;">Teledyne LeCroy</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>WaveJet 354A&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an atmospheric pressure plasma setup to investigate the reactive species formation

פלזמות ללא תרמית בלחץ אטמוספרי ( &quot;קרות&quot;) זכו לתשומת לב מוגברת בשנים האחרונות בשל הפוטנציאל ביו המשמעותי שלהם. התגובות של פלזמה קרה עם האווירה שמסביב להניב מגוון של מינים תגובתי, אשר יכולה להגדיר את יעילותו. בעוד פיתוח יעיל של טיפול פלזמה קר מצריך מודלים קינטית, בהשוואות מודל צריכים נתונים אמפיריים. מחקרים ניסיוניים של מקור מינים תגובתי זוהו בתמיסות מימיות חשופות פלזמה עדיין נדירים. פלזמת ביו לעתים קרובות מופעלת עם הוא או גז להאכיל Ar, לבין אינטרס ספציפי טמון החקירה של המינים תגובתי שנוצרו על ידי פלזמה עם מוספי גז שונים (O 2, N 2, אוויר, H 2 O אדי, וכו &#39;) חקירות כאלה הן מורכב מאוד בשל קשיים בשליטה על אווירת הסביבה במגע עם קולחי הפלזמה. בעבודה זו, התייחסו בעיות נפוצות של מתח &#39;גבוה&#39;תדירות kHz מונעת סילון פלזמת מחקרים ניסיוניים. כור פותחה המאפשר הדרת האווירה הסביבה ממערכת פלזמה נוזלי. המערכת ובכך היוותה את הגז להאכיל עם מוספים ואת מרכיבי המדגם הנוזלי. באווירה מבוקרת זו אפשרה את חקירת מקור מיני חמצן תגובתי המושרית בתמיסות מימיות ידי פלזמה אדי הוא מים. השימוש במי isotopically שכותרתו מותר הבחנה בין המינים שמקורם בשלב הגז ואלה יצרו בנוזל. ציוד הפלזמה כלול בתוך כלוב פאראדיי לחסל השפעה אפשרית של כל שדה חיצוני. ההתקנה היא צדדית והוא יכול לסייע נוסף להבנת כימית אינטראקציות פלזמת נוזל הקרה.

בשיטה והציוד שתואר לעיל, אנו חקרנו את מקורו של מיני החמצן תגובתי במערכת LTP במגע עם מים. תדירות הפעלת הפלזמה והמתח היו 25 קילוהרץ ו -18 קילו וולט (שיא-לשיא), בהתאמה (איור 1). לדוגמא, המקור הרדיקלי הידרוקסיל נקבע באמצעות המים שכותרתו isotopically. זה אפשר להבחין בין מולקולות מים בתוך הגז להאכיל מאלה במדגם הנוזלי. בשביל זה, H 2 O 16 הוצג בשנת גז ההזנה (כמו אד). מדגם נוזלי של H 2 O 17 עם DMPO מלכודת ספין המומס הוצב מיכל מדגם. הכור מראש סמוק למשך 30 שניות עם הגז להאכיל. חשוב לציין, במקרה זה כבר מראש שטיפת זמן עלולה לגרום כמות משמעותית של H 2 O 16 נמסר נוזל H <s<html> UB&gt; 2 17 O מדגם. לאחר מכן, הפלזמה הוצתה ואת המדגם נחשף השפכים במשך 60 שניות. הפתרון לאחר החשיפה נותח על ידי EPR. שני adducts הרדיקלי DMPO-OH (DMPO- 17 OH ו DMPO- 16 OH) אותרו (איור 2). היחס בין adducts נוצר נקבע באמצעות ניתוח נוסף של הנתונים EPR. ניתוח MS של רכב השלב הנוזלי הראה היחס של H 2 O 16 (מתפזר לתוך הנוזל משלב הגז) כדי H 2 O 17 (טבלה 1). ההשוואה של שתיים הציעה כי רדיקלים הידרוקסיל זוהו בנוזל היו, למעשה, שמקורם בשלב הגז, ולא בנוזל. ניתן לבצע מחקרים דומים על ידי שימוש במערכות אחרות, כגון מערכת D 2 O / H 2 O כדי לזהות את מקור H • (• ד) 15 הרדיקלי. her.within-page = &quot;1&quot;&gt; <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/54765/54765fig1.jpg" /> הגדרה באיור 1. המשמשת חקירת המקור של מיני חמצן תגובתי. הפלזמה נוצרה בתוך שפופרת זכוכית קוורץ (4 מ&quot;מ קוטר פנימי, 1 מ&quot;מ עובי דופן) עם הגז להאכיל הליום. את זרימת הגז להאכיל הייתה 2 SLM. גז ההזנה הכלול H 2 O אדי הציג כאמור לעיל. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54765/54765fig1large.jpg" target="_blank">נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/54765/54765fig2.jpg" /> איור 2. ספקטרום EPR של תערובת של DMPO-H, DMPO- 16 OH ו -17 DMPO- adducts הרדיקלי OH המושרה הפתרון של DMPO ב H 2 17 </sup&gt; O חשוף פלזמה. הניתוח בוצע באמצעות תוכנת סימולצית ספקטרום באמצעות ערכי hyperfine הזמינים בספרות 16. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54765/54765fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="שולחן 1" src="/files/ftp_upload/54765/54765tbl1.jpg" /> ריכוז בטבלה 1. של OH DMPO- 16 ו DMPO- 17 adducts הרדיקלי OH וכמות H 2 O 16 בנוזל H 2 O 17 מדגם לאחר חשיפת הפלזמה. הכמויות המוחלטות של ריכוזי adducts התקבלו באמצעות כיול EPR עם 2 הרדיקליים היציבים,2,6,6-Tetramethylpiperidine 1-oxyl (טמפו). במקרה של לא אדי מים הוסיפו (1 entry), לחות שיורית נכחה גז ההזנה. הכמויות היחסיות של H 2 O 17 ו- H 2 O 16 במדגם הנוזלי נקבעו באמצעות תגובת הידרוליזה של כלוריד cinnamoyl מניבה תערובת 16 O- ו -17 חומצות O-cinnamic על תגובה עם פתרון החשיפה שלאחר הפלזמה. התערובת המתקבלת נותחה על ידי ספקטרומטריית מסה ברזולוציה גבוהה כמתוארת במקום אחר 15.

Watch this Scientific Journal Video about An Atmospheric Pressure Plasma Setup to Investigate the Reactive Species Formation at JoVE.com

An Atmospheric Pressure Plasma Setup to Investigate the Reactive Species Formation

An experimental setup was created for the helium-operated kHz frequency plasma jet. The setup includes a cage for the plasma power supply and jet and an in-house built reactor to monitor plasma-induced reactive species without the interference of the ambient atmosphere.

התקנת פלזמת לחץ אטמוספרה לחקר היווצרות המינים הריאקטיבי

Non-thermal atmospheric pressure (&#39;cold&#39;) plasmas have received increased attention in recent years due to their significant biomedical potential. ...

an-atmospheric-pressure-plasma-setup-to-investigate-reactive-species

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Organic Chemistry

Engineering

Unit 1

Radical Chemistry

SCIENTISTS IN ACTION

9.8K Views.  University of York. An experimental setup was created for the helium-operated kHz frequency plasma jet. The setup includes a cage for the plasma power supply and jet and an in-house built reactor to monitor plasma-induced reactive species without the interference of the ambient atmosphere. 

Video: An Atmospheric Pressure Plasma Setup to Investigate the Reactive Species Formation

Encapsulation and Permeability Characteristics of Plasma Polymerized Hollow Particles

In this protocol, core-shell nanostructures are synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition. We produce an amorphous barrier by plasma polymerization of isopropanol on various solid substrates, including silica and potassium chloride. This versatile technique is used to treat nanoparticles and nanopowders with sizes ranging from 37 nm to 1 micron, by depositing films whose thickness can be anywhere from 1 nm to upwards of 100 nm. Dissolution of the core allows us to study the rate of permeation through the film. In these experiments, we determine the diffusion coefficient of KCl through the barrier film by coating KCL nanocrystals and subsequently monitoring the ionic conductivity of the coated particles suspended in water. The primary interest in this process is the encapsulation and delayed release of solutes. The thickness of the shell is one of the independent variables by which we control the rate of release. It has a strong effect on the rate of release, which increases from a six-hour release (shell thickness is 20 nm) to a long-term release over 30 days (shell thickness is 95 nm). The release profile shows a characteristic behavior: a fast release (35% of the final materials) during the first five minutes after the beginning of the dissolution, and a slower release till all of the core materials come out.

We have used plasma enhanced chemical vapor deposition to deposit thin films ranging from a few nm to several 100 nm on nano-sized particles of various materials. We subsequently etch the core material to produce hollow nanoshells whose permeability is controlled by the thickness of the shell. We characterize the permeability of these coatings to small solutes and demonstrate that these barriers can provide sustained release of the core material over several days.

אנקפסולציה וחדירות מאפיינים של חלקיקים פלזמה polymerized הולו

In this protocol, core-shell nanostructures are synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition. We produce an amorphous barrier by plasma ...

Synthesis and Microdiffraction at Extreme Pressures and Temperatures

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary interiors, design materials with novel properties, understand the mechanical behavior of materials exposed to very high stresses as in explosions or impacts. Synthesis and structural analysis of materials at extreme conditions of pressure and temperature entails remarkable technical challenges. In the laser heated diamond anvil cell (LH-DAC), very high pressure is generated between the tips of two opposing diamond anvils forced against each other; focused infrared laser beams, shined through the diamonds, allow to reach very high temperatures on samples absorbing the laser radiation. When the LH-DAC is installed in a synchrotron beamline that provides extremely brilliant x-ray radiation, the structure of materials under extreme conditions can be probed in situ. LH-DAC samples, although very small, can show highly variable grain size, phase and chemical composition. In order to obtain the high resolution structural analysis and the most comprehensive characterization of a sample, we collect diffraction data in 2D grids and combine powder, single crystal and multigrain diffraction techniques. Representative results obtained in the synthesis of a new iron oxide, Fe4O5 1 will be shown.

The laser heated diamond anvil cell combined with synchrotron micro-diffraction techniques allows researchers to explore the nature and properties of new phases of matter at extreme pressure and temperature (PT) conditions. Heterogeneous samples can be characterized in situ under high pressure by 2D mapping and combined powder, single-crystal and multigrain diffraction approaches.

סינתזה וMicrodiffraction בלחצים וטמפרטורות קיצוניים

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary ...

Using Neutron Spin Echo Resolved Grazing Incidence Scattering to Investigate Organic Solar Cell Materials

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped crystallites. Neutrons are passed through two well defined regions of magnetic field; one before and one after the sample. The two magnetic field regions have opposite polarity and are tuned such that neutrons travelling through both regions, without being perturbed, will undergo the same number of precessions in opposing directions. In this case the neutron precession in the second arm is said to &#34;echo&#34; the first, and the original polarization of the beam is preserved. If the neutron interacts with a sample and scatters elastically the path through the second arm is not the same as the first and the original polarization is not recovered. Depolarization of the neutron beam is a highly sensitive probe at very small angles (&#60;50&#160;&#956;rad) but still allows a high intensity, divergent beam to be used. The decrease in polarization of the beam reflected from the sample as compared to that from the reference sample can be directly related to structure within the sample.
In comparison to scattering observed in neutron reflection measurements the SERGIS signals are often weak and are unlikely to be observed if the in-plane structures within the sample under investigation are dilute, disordered, small in size and polydisperse or the neutron scattering contrast is low. Therefore, good results will most likely be obtained using the SERGIS technique if the sample being measured consist of thin films on a flat substrate and contain scattering features that contains a high density of moderately sized features (30 nm to 5 &#181;m) which scatter neutrons strongly or the features are arranged on a lattice. An advantage of the SERGIS technique is that it can probe structures in the plane of the sample.

Progress has been made in utilizing spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) as a neutron scattering technique to probe the length-scales in irregular samples. Crystallites of [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester have been probed using the SERGIS technique and the results confirmed by optical and atomic force microscopy.

באמצעות נויטרונים ספין הד נפתרה שכיחות מרעה פיזור לחקור חומרים אורגניים תאים סולאריים

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped ...

How to Ignite an Atmospheric Pressure Microwave Plasma Torch without Any Additional Igniters

This movie shows how an atmospheric pressure plasma torch can be ignited by microwave power with no additional igniters. After ignition of the plasma, a stable and continuous operation of the plasma is possible and the plasma torch can be used for many different applications. On one hand, the hot (3,600 K gas temperature) plasma can be used for chemical processes and on the other hand the cold afterglow (temperatures down to almost RT) can be applied for surface processes. For example chemical syntheses are interesting volume processes. Here the microwave plasma torch can be used for the decomposition of waste gases which are harmful and contribute to the global warming but are needed as etching gases in growing industry sectors like the semiconductor branch. Another application is the dissociation of CO2. Surplus electrical energy from renewable energy sources can be used to dissociate CO2 to CO and O2. The CO can be further processed to gaseous or liquid higher hydrocarbons thereby providing chemical storage of the energy, synthetic fuels or platform chemicals for the chemical industry. Applications of the afterglow of the plasma torch are the treatment of surfaces to increase the adhesion of lacquer, glue or paint, and the sterilization or decontamination of different kind of surfaces. The movie will explain how to ignite the plasma solely by microwave power without any additional igniters, e.g., electric sparks. The microwave plasma torch is based on a combination of two resonators &#8212; a coaxial one which provides the ignition of the plasma and a cylindrical one which guarantees a continuous and stable operation of the plasma after ignition. The plasma can be operated in a long microwave transparent tube for volume processes or shaped by orifices for surface treatment purposes.

This movie shows how an atmospheric plasma torch can be ignited by microwaves with no additional igniters and provides a stable and continuous plasma operation suitable for plenty of applications.

כיצד להצית לחץ האטמוספרה מיקרוגל פלזמה לפיד ללא כל igniters נוסף

This movie shows how an atmospheric pressure plasma torch can be ignited by microwave power with no additional igniters. After ignition of the plasma, a ...

Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their behavior for single stages of a process or even an entire process. For the simulation with occurring particle-particle and particle-wall contacts, the value of the coefficient of restitution is required. It can be determined experimentally. The coefficient of restitution depends on several parameters like the impact velocity. Especially for fine particles the impact velocity depends on the air pressure and under atmospheric pressure high impact velocities cannot be reached. For this, a new experimental setup for free-fall tests under vacuum conditions is developed. The coefficient of restitution is determined with the impact and rebound velocity which are detected by a high-speed camera. To not hinder the view, the vacuum chamber is made of glass. Also a new release mechanism to drop one single particle under vacuum conditions is constructed. Due to that, all properties of the particle can be characterized beforehand.

The coefficient of restitution is a parameter that describes the loss of kinetic energy during collision. Here, a free-fall setup under vacuum conditions is developed to be able to determine the coefficient of restitution parameter for particles in micrometer range with high impact velocities.

פיתוח של התקנה ניסיונית עבור המדידה של מקדם התקומה בתנאי אבק

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their ...

Using Synchrotron Radiation Microtomography to Investigate Multi-scale Three-dimensional Microelectronic Packages

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data acquisition times with high spatial resolution. In the electronics industry there is serious interest in performing failure analysis on 3D microelectronic packages, many which contain multiple levels of high-density interconnections. Often in tomography there is a trade-off between image resolution and the volume of a sample that can be imaged. This inverse relationship limits the usefulness of conventional computed tomography (CT) systems since a microelectronic package is often large in cross sectional area 100-3,600 mm2, but has important features on the micron scale. The micro-tomography beamline at the Advanced Light Source (ALS), in Berkeley, CA USA, has a setup which is adaptable and can be tailored to a sample&#39;s properties, i.e., density, thickness, etc., with a maximum allowable cross-section of 36 x 36 mm. This setup also has the option of being either monochromatic in the energy range ~7-43 keV or operating with maximum flux in white light mode using a polychromatic beam. Presented here are details of the experimental steps taken to image an entire 16 x 16 mm system within a package, in order to obtain 3D images of the system with a spatial resolution of 8.7 &#181;m all within a scan time of less than 3 min. Also shown are results from packages scanned in different orientations and a sectioned package for higher resolution imaging. In contrast a conventional CT system would take hours to record data with potentially poorer resolution. Indeed, the ratio of field-of-view to throughput time is much higher when using the synchrotron radiation tomography setup. The description below of the experimental setup can be implemented and adapted for use with many other multi-materials.

For this study synchrotron radiation micro-tomography, a non-destructive three-dimensional imaging technique, is employed to investigate an entire microelectronic package with a cross-sectional area of 16 x 16 mm. Due to the synchrotron&#39;s high flux and brightness the sample was imaged in just 3 min&#160;with an 8.7 &#181;m spatial resolution.

שימוש Synchrotron קרינה Microtomography לחקור חבילות מיקרו-אלקטרוניים תלת ממדי רב היקף

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data ...

Spark Plasma Sintering Apparatus Used for the Formation of Strontium Titanate Bicrystals

A spark plasma sintering apparatus was used as a novel method for diffusion bonding of two single crystals of strontium titanate to form bicrystals with one twist grain boundary. This apparatus utilizes high uniaxial pressure and a pulsed direct current for rapid consolidation of material. Diffusion bonding of strontium titanate bicrystals without fracture, in a spark plasma sintering apparatus, is possible at high pressures due to the unusual temperature dependent plasticity behavior of strontium titanate. We demonstrate a method for the successful formation of bicrystals at accelerated time scales and lower temperatures in a spark plasma sintering apparatus compared to bicrystals formed by conventional diffusion bonding parameters. Bond quality was verified by scanning electron microscopy. A clean and atomically abrupt interface containing no secondary phases was observed using transmission electron microscopy techniques. Local changes in bonding across the boundary was characterized by simultaneous scanning transmission electron microscopy and spatially resolved electron energy-loss spectroscopy.

A viable technique for the formation of strontium titanate bicrystals at high pressure and fast heating rate via the spark plasma sintering apparatus is developed.

ספארק Apparatus Sintering פלזמה משמש ליצירת סטרונציום Titanate Bicrystals

A spark plasma sintering apparatus was used as a novel method for diffusion bonding of two single crystals of strontium titanate to form bicrystals with ...

New Application of an Atmospheric Pressure Plasma Jet as a Neuro-protective Agent Against Glucose Deprivation-induced Injury of SH-SY5Y Cells

The atmospheric pressure plasma jet (APPJ) has attracted the attention of many researchers from multiple disciplines in recent years because its emissions include multiple types of reactive nitrogen species (RNS) and reactive oxygen species (ROS). Our previous study has shown the cytoprotective effect of the APPJ against oxidative stress-induced injuries. The aim of the present study is to provide a detailed in vitro treatment protocol regarding the neuroprotective applications of helium APPJs on glucose deprivation-induced injury in SH-SY5Y cells. The SH-SY5Y human neuroblastoma-derived cell line was maintained in RPMI 1640 medium supplemented with 15% fetal calf serum. The culture medium was then changed to RPMI 1640 without glucose before APPJ treatment. After a 1 h incubation in a cell incubator, cell viability was determined using Cell Counting Kit 8. The results showed that, compared to the glucose deprivation group, cells treated with APPJ exhibited significantly increased cell viability in a dose-dependent manner, with 8 s/well observed as an optimal dose. Meanwhile, helium flow had no effect on the glucose deprivation-induced cell impairment. Our results indicated that APPJ could be potentially used as a treatment method for the diseases in the central nervous system related to glucose deprivation. This protocol could also be used as a cytoprotective application for other cells with different impairments, but the cell culture and APPJ treatment conditions should be readjusted, and the treatment dose must be relatively low.

A protocol for the neuroprotective application of low-dose atmospheric pressure plasma treatment on glucose deprivation-induced SH-SY5Y injuries.

היישום החדש של Jet פלזמה הלחץ האטמוספרי כסוכן נוירו-מגן נגד גלוקוז הנוצרות על-ידי מניעת פגיעה בתאי SH-SY5Y

The atmospheric pressure plasma jet (APPJ) has attracted the attention of many researchers from multiple disciplines in recent years because its emissions ...

Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for applications in two-dimensional nanoelectronics devices. Although many methods to synthesize SnSe nanocrystals have been developed, a simple way to fabricate large-sized single-layer SnSe flakes remains a great challenge. Herein, we show the experimental method to directly grow large-sized single-layer rectangular SnSe flakes on commonly used SiO2/Si insulating substrates using a straightforward two-step fabrication method in an atmospheric pressure quartz tube furnace system. The single-layer rectangular SnSe flakes with an average thickness of ~6.8 &#197; and lateral dimensions of about 30 &#181;m &#215; 50 &#181;m were fabricated by a combination of vapor transport deposition technique and nitrogen etching route. We characterized the morphology, microstructure, and electrical properties of the rectangular SnSe flakes and obtained excellent crystallinity and good electronic properties. This article about the two-step fabrication method can help researchers grow other similar two-dimensional, large-sized, single-layer materials using an atmospheric pressure system.

A protocol is presented demonstrating a two-step fabrication technique to grow large-sized single-layer rectangular shaped SnSe flakes on low-cost SiO2/Si dielectrics wafers in an atmospheric pressure quartz tube furnace system.

לחץ אטמוספירי ייצור של פתיתי בשכבה יחידה מדוד גדול מלבני SnSe

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for ...

Nerve Stem Cell Differentiation by a One-step Cold Atmospheric Plasma Treatment In Vitro

As the development of physical plasma technology, cold atmospheric plasmas (CAPs) have been widely investigated in decontamination, cancer treatment, wound healing, root canal treatment, etc., forming a new research field named plasma medicine. Being a mixture of electrical, chemical, and biological reactive species, CAPs have shown their abilities to enhance nerve stem cells differentiation both in vitro and in vivo and are becoming a promising way for neurological disease treatment in the future. The much more exciting news is that using CAPs may realize one-step, and safely directed, differentiation of neural stem cells (NSCs) for tissue transportation. We demonstrate here the detailed experimental protocol of using a self-made CAP jet device to enhance NSC differentiation in C17.2-NSCs and primary rat neural stem cells, as well as observing the cell fate by inverted and fluorescence microscopy. With the help of immunofluorescence staining technology, we found both the NSCs showed an accelerated differential rate than the untreated group, and ~75% of the NSCs selectively differentiated into neurons, which are mainly mature, cholinergic, and motor neurons.

Nerve Stem Cell Differentiation by a One-step Cold Atmospheric Plasma Treatment In Vitro

This protocol aims to provide detailed experimental steps of a cold atmospheric plasma treatment on neural stem cells and immunofluorescence detection for differentiation enhancement.

בידול תאי עצב באמצעות צעד אחד קר פלזמה אטמוספרי טיפול במבחנה

As the development of physical plasma technology, cold atmospheric plasmas (CAPs) have been widely investigated in decontamination, cancer treatment, ...