Jato de plasma frio em pressão atmosférica para tratamento de materiais e esterilização

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pós-graduação em Física - FEG

Atmospheric pressure plasma jets (APPJs) are capable of generating cold plasma in open environment. The gas flow from the jet carries the plasma to the outside region. Because of its enhanced chemistry and ability of treating 3D objects, APPJs are suitable for applications in many fields of industry and technology. In this work, two different applications of plasma jets were investigated. In the first part, a corona-like plasma jet was used for surface treatment of two polymers, the polypropylene (PP) and the polyethylene terephthalate (PET). The jet was operated with helium and argon gas. The aims of this study are to evaluate the formation of low-molecular-weight oxidized material (LMWOM) on the polymers surface and to determine the optimal treatment conditions. The changes in surface hydrophilicity, chemical composition of polymers surface and the material roughness were analyzed. The results show that the LMWOM formed due to the plasma exposure tends to agglomerate into small mounts on the surface. These structures are weakly bounded to the surface and can be easily removed by rinsing in polar solvents. After washing the treated samples, the polymers partially recover their original wetting characteristics. The jet-to-sample distance was found to be an important parameter that can significantly influence the treatment uniformity. In the second part of this work, a DBD-type plasma jet working in helium was applied for inactivation of microorganisms. The effectiveness of the APPJ was evaluated against three common pathogenic agents, the Gram-positive bacteria Enterococcus faecalis (ATCC 29212), the Gram-negative bacteria Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442) and the yeast Candida albicans (SC 5314). The effect of plasma treatment was evaluated by measuring the inactivation zone diameter. The cell morphological changes were analyzed using scanning ...(Complete abstract click electronic access below)

Jatos de plasma em pressão atmosférica (APPJs) são capazes de gerar plumas frias de plasma em espaço aberto. O fluxo de gás, introduzido no jato, carrega o plasma para a região externa. Devido à sua química muito reativa e a habilidade em tratar objetos tridimensionais, os jatos de plasma são adequados para aplicações em vários ramos da indústria e tecnologia. Neste trabalho, duas diferentes aplicações dos APPJs foram investigadas. Na primeira parte, um jato de plasma tipo corona, operando com os gases hélio e argônio, foi utilizado no tratamento de superfície de dois polímeros, o polipropileno (PP) e o politereftalato de etileno (PET). Os objetivos deste estudo são avaliar a formação de estruturas oxidadas de baixo peso molecular (LMWOM) formadas na superfície do material polimérico e determinar as condições ótimas de tratamento. As alterações na molhabilidade da superfície do polímero, na estrutura química e a rugosidade do material foram analisadas. Os resultados mostraram que os LMWOMs, formados devido ao tratamento, tendem a aglomerar sobre a superfície formando pequenas estruturas nodulares. Estas estruturas são fracamente ligadas à superfície podendo ser removidos do material quando a amostra é lavada em líquidos polares. Após a lavagem das amostras, os polímeros tendem a recuperar suas propriedades originais. A distância entre o bocal da seringa e a superfície da amostra se mostrou um parâmetro importante, capaz de influenciar significativamente a uniformidade do tratamento. Na segunda parte deste trabalho, um jato de plasma DBD alimentado com hélio foi utilizado na inativação de microrganismos. A eficiência do jato de plasma foi avaliada contra três agentes patogênicos comuns, a bactéria Gram-positiva Enterococcus faecalis (ATCC 29212), a bactéria Gram-negativa Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442) e ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)