طراحی وساخت سوزن پلاسما و بررسی اثرات پارامترهای هندسی و اثرات دمایی آن

در دهه ی اخیر پلاسما از نوع تخلیه الکتریکی کاربردهای زیادی را در عرصه های صنعت، محیط زیست و پزشکی پیدا نموده و در نتیجه جایگاه خاصی را در تحقیقات فیزیک پلاسما به خود اختصاص داده است. سوزن پلاسمایی یک نمونه از سیستم های پلاسمایی است که به منظور استفاده های پزشکی طراحی، ساخته و مورد مطالعه قرار می گیرد. پلاسمای تولید شده در این سیستم غیر حرارتی بوده ودر فشار اتمسفری کار می کند. این سیستم به عنوان کاندیدای خوبی برای کاربردهای متفاوتی در استریلیزه کردن وسایل پزشکی ، ایجاد اصلاح سلولی، عصب کشی در دندان پزشکی وجراحی های حساس در نظر گرفته شده است. مهمترین خصوصیت پلاسمای غیرحرارتی در فشار اتمسفری، دمای پایین (تقریبا دمای هوای) آن است که از بسیاری از آسیب های ناشی از سوختگی و تخریب سلول های سالم جلوگیری می نماید. ذرات واکنش پذیر، یون ها و اشعه ی فرابنفش از مهمترین عوامل استریلیزه کننده در پلاسمای غیرحرارتی در فشار اتمسفری مطرح هستند. جهت بهینه سازی چنین وسیله ای و آماده سازی آن لازم است که پارامتر های مختلف سوزن پلاسمایی مورد مطالعه ی تجربی قرار گیرند. در این پروژه ابتدا سوزن های پلاسمایی گزارش گردیده قبلی مورد بررسی قرار گرفته و نمونه هایی از آن ها ساخته شده و مورد مطالعه قرار گرفته و مزایا و معایب آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. چند طراحی در این خصوص انجام گرفته و ساخته شدند. نمونه های ساخته شده (برای اولین بار) آماده ی کار با منبع با فرکانس چند کیلوهرتز گردیدند. نمونه های ساخته شده در جریان گاز خیلی پایین قادر به کار و تولید پلاسمای سوزنی پایدار هستند. اثرات طول سوزن، طول نوک سوزن، قطر لوله شیشه ای حامل گاز و طول آن در شعله سوزن بررسی گردید. سرانجام اثر تابش دهی با پلاسما بر روی دندان و تغییر دمای دندان برای فواصل مکانی و زمانی مختلف اندازه گیری شد. بررسی ها نشان داد که تابش پلاسما بر روی دندان باعث به وجود آمدن تغییراتی روی سطح آن شده است. همچنین با افزایش فاصله پلاسمای تابشی از دندان، دما بر روی سطح آن کاهش می یابد.