西安光機所低溫等離子體研究獲進展

　　1月7日出版的應用物理類國際期刊Applied physics Letters (APL) 再次刊登中國科學院西安光學精密機械研究所瞬態光學與光子技術國家重點實驗室湯潔博士帶領的等離子體研究團隊的最新研究論文A low-power magnetic-field-assisted plasma jet generated by dielectric-barrier discharge enhanced direct-current glow discharge at atmospheric pressure。迄今為止，該團隊已在APL上發表學術論文6篇。

　　近年來，大氣壓低溫等離子體因其高度的化學活性和無需真空設備的優勢，在工業材料表面處理、生物醫療殺菌消毒以及環保凈化等方面受到了廣泛的關注。大氣壓輝光放電等離子體憑借其功率密度適中和放電均勻特性成為等離子體表面處理和醫療環保應用的最佳選擇，而介質阻擋放電和直流輝光放電是產生大氣壓輝光放電等離子體的主要方式。為了避免被處理樣品發生局部灼燒和有效地提高等離子體處理機的工作效率，研發大面積、均勻彌散的等離子體已成為當今低溫等離子體領域的重要研究方向之一。

　　目前大氣壓輝光放電等離子體理論和實驗研究都處于初始階段，其物理過程和產生機理尚不明確。這使得介質阻擋放電中放電參量選取盲目，均勻彌散的輝光放電比絲狀介質阻擋放電難以獲得和控制;而在直流輝光放電中，為防止向電弧放電轉變，設置了限流電阻，使得大部分電能都以焦耳熱的形式消耗在電阻上，導致能量利用效率低下。這些缺陷嚴重限制了大氣壓輝光放電在工業、醫療和環保等領域的應用。

　　湯潔率領的等離子體研究團隊，在西安光機所瞬態光學與光子技術國家重點實驗室的中科院“創新團隊國際合作伙伴計劃”等項目支持下，針對如何在低能耗下產生均勻彌散等離子體這一難題，在大氣壓氣體放電機理、等離子體發生器的設計和表征方面開展了深入的理論和實驗研究工作，并取得了多項突破性進展。撰寫的相關論文相繼在Appl. Phys. Lett.，Phys. Plasmas, Plasma Sources Sci. Technol.， Applied Spectroscopy Reviews和IEEE Trans. Plasma Sci.等國際期刊上發表。申請國家發明ZL7項，已獲準授權3項。所取得的研究成果在2013年上海舉辦的“第十六屆全國等離子體科學技術會議”和大連舉辦的“第二屆大氣壓等離子體及應用研討會”上得以展示，受到了國內同行專家的關注。

　　該學科方向和研究團隊負責人湯潔主要從事激光等離子體(LIBS)、激光拉曼光譜(RS)、LIBS與RS的聯合應用(LIBRAS)、等離子體助燃、等離子體材料表面處理以及等離子體大氣壓氣體放電數值仿真的研究。其應用面向地質勘探、石油開采、電力生產、深空探測、發動機燃燒效率的提高、環境污染的治理、材料表面改性、生物殺菌消毒以及醫療腫瘤癌癥治療和糖尿病檢測等廣泛領域。