초록 ▼

연구개요
대기압 플라즈마 제트는 인체/생물 세포에 열적인 피해를 주지 않으면서 많은 활성 입자들을 생성할 수 있어서, 최근 바이오의학 분야에서 암세포의 치료, 살균, 소독등 다양한 응용을 위하여 많은 관심을 받고 있다.
본 연구에서는 펄스 레이저와-대기압 플라즈마 제트의 상호작용을 일으켜서, 플라즈마 제트내 NO, O, OH등의 활성입자의 밀도를 증가시키는 기술을 개발하였다. 또한 다양한 플라즈마 분광법을 활용하여 레이저-플라즈마 상호작용시 전자온도, 전자밀도, 헬륨 준안정준위의 밀도 변화를 측정하였고, 상호작용시 반응

연구개요
대기압 플라즈마 제트는 인체/생물 세포에 열적인 피해를 주지 않으면서 많은 활성 입자들을 생성할 수 있어서, 최근 바이오의학 분야에서 암세포의 치료, 살균, 소독등 다양한 응용을 위하여 많은 관심을 받고 있다.
본 연구에서는 펄스 레이저와-대기압 플라즈마 제트의 상호작용을 일으켜서, 플라즈마 제트내 NO, O, OH등의 활성입자의 밀도를 증가시키는 기술을 개발하였다. 또한 다양한 플라즈마 분광법을 활용하여 레이저-플라즈마 상호작용시 전자온도, 전자밀도, 헬륨 준안정준위의 밀도 변화를 측정하였고, 상호작용시 반응 메커니즘과 헬륨 준안정준위의 역할을 규명하였다.

연구목표대비 연구결과
● 펄스 레이저가 결합된 대기압 플라즈마 제트 시스템 구축 및 동작평가 (100%)
- 대기압 영역에서 다양한 펄스 레이저를 이용하여 헬륨 가스내에서 레이저 유도 플라즈마를 생성하였고, 레이저 종류 및 헬륨 가스의 동작 조건을 결정함.
- 나노초 펄스 레이저가 결합된 대기압 플라즈마 제트 시스템을 구축하여, 헬륨 대기압 플라즈마 제트내에서 레이저 유도 플라즈마를 성공적으로 생성함.
- 헬륨 플라즈마의 연속 스펙트럼을 이용한 플라즈마 물성 진단법을 개발하였고, 헬륨 대기압 플라즈마 제트의 전자온도와 전자밀도를 진단하여, target의 위치와 나노초 펄스 레이저의 조사 위치를 결정함.
● 펄스 레이저가 결합된 대기압 플라즈마 제트의 물성 진단 및 반응 프로세스 규명(100%)
- 나노초 펄스 레이저-대기압 플라즈마 제트 상호작용을 일으키고, 플라즈마내 He, O의 밀도 증가를 분광신호를 이용하여 측정함.
- 헬륨 대기압 플라즈마 제트내 스트리머와 펄스 레이저의 시간 간격에 따른 상호작용 특성을 평가하였고, 최적의 시간 간격을 결정함.
- 헬륨 대기압 충돌-방사 모델과 고분해능 레이저를 이용하여, 레이저-플라즈마 상호작용에 의한 헬륨 플라즈마의 전자온도, 전자밀도, 헬륨 준안정준위 밀도의 변화를 진단하고, 반응 프로세스의 메카니즘과 헬륨 준안정준위의 역할을 규명함.
● 펄스 레이저가 결합된 대기압 플라즈마 제트내 활성 입자의 밀도 향상 기술 정립(100%)
- 펄스 레이저-대기압 플라즈마 제트 상호작용시 OH 분광신호를 이용하여 헬륨 기체의 온도 변화가 ~300K로 일정하게 유지됨을 확인하였고, Schlieren 이미지를 이용하여 펄스 레이저에 의하여 충격파의 영향은 대단히 작음을 확인함.
- 진공자외선 분광기를 이용하여 나노초 펄스 레이저-대기압 플라즈마 상호작용에 의한 OH, NO 활성입자의 밀도가 증가를 관측함. 펨토초 펄스 레이저를 이용하여 OH 활성입자의 밀도를 2.5배 증가시켰고, 활성입자의 밀도 증가를 위한 펄스 레이저의 특성 및 동작 조건을 결정함.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
대기압 플라즈마는 세포등에 열적인 충격을 주지 않으며서, 풍부한 NO, OH, O등의 활성입자를 생성시킬 수 있어서 바이오/의료 분야에서 많은 관심을 가지고 있다. 본 연구에서 개발한 펄스 레이저를 이용한 대기압 플라즈마 제트내 활성입자의 밀도 증가 기술은 기존의 대기압 플라즈마 제트 동작조건을 그대로 유지하면서도 활성입자의 밀도를 증가키실 수 있다. 대기압 플라즈마 제트의 바이오/의학 분야로의 응용연구가 더욱 활발히 진행될 것으로 판단된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 20
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 24
• 끝페이지 ... 33