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대기압 저온 글로 플라스마의 생성과 제어

전문가 제언: ○ 전원 주파수는 수~수백 kHz에 이르기까지 사용가능하지만 일반적으로 주파수의 상승과 함께 기체온도가 상승하기 때문에 주의해야 한다. 대기압 글로 방전(Atmospheric glow discharge)은 기본적으로 펄스 방전이지만 전원에도 간단한 연속파에 on-off 펄스 변조를 설치하는 등, 방전밀도와 온도상승에 관한 제어가 중요한 요소가 될 것이다.

○ 대기압 글로에서는 전극 간의 거리를 저압 글로 정도로 넓게는 취할 수 없기 때문에 복잡한 형상의 시료와 부피가 큰 시료처리가 어렵다. 이 문제를 해결하는 방법으로써 처리된 물에 플라스마(plasma)를 부착시켜 처리하는 방법을 생각할 수 있다. 만약, 이 방법으로 처리가 가능하다면 시료의 형상에 의한 제한도 대규모의 챔버(chamber)도 필요 없는 직렬 배치(in-line)가 더욱 쉽게 되기를 기대할 수 있다.

○ 토끼의 신선한 혈액에 PVC 시료를 담근 후, 표면에 흡착시킨 혈전을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰을 하였다. 처리되지 않은 PVC 표면에서는 수많은 활성화된 혈전이 부착되어 있고, 이 상태의 관을 수혈용으로 사용한 경우, 단시간 내에 관이 폐쇄되어 버렸다. XPS 측정의 결과를 보면 미세관 내부 표면에는 테플론(teflon)에 가까운 불활성 물질이 쌓이는 것이 관찰되었다.

○ 실리카 관(Si tube) 등에서는 μm의 가는 직경의 미세관에서 방전처리가 가능하고, 쌓이는 물질도 유 무기와 관계없이 다종의 물질을 선택할 수 있다는 것을 알 수 있다. 대기압 플라스마 처리는 의료분야의 기구와 재료의 고기능화에 대해서도 매우 유효한 기술이라고 생각한다.

○ 대기압 글로 공정을 제안하였을 때는 흥미를 갖은 사람도 매우 적었다. 그 이후, F. Mssine는 헬륨(He), 질소(N) 및 유전체 전극을 이용한 대기압 방전시스템에 관한 연구를 보고하였다. 그들 중 He 유전체 방전은 감압 상태에서의 글로 방전과 같은 형태의 방전이라는 결론을 얻었다. 이것을 근거로하여 각국에서는 대기압 글로 방전 연구가 시작되었고, 기하급수적으로 연구자의 수가 늘고 있는 추세이다.

저자: Masuhiro KOGOMA, Kunihito TANAKA
자료유형: 학술정보