ENGINEERINGNET.BE - Plasma staat bekend als de vierde toestand van materie, naast vaste stoffen, vloeistoffen en gassen.
Meestal worden zij aangetroffen in extreem hete omstandigheden, zoals bijvoorbeeld bliksem of in het binnenste van sterren.
Maar er bestaan ook koude plasma’s, die ontstaan bij kamertemperatuur en niet schadelijk zijn bij contact met de huid.
Als zulke plasma’s interageren met vloeistoffen, ontwikkelen zich reactieve zuurstof- en stikstofsoorten, ofwel RONS. Deze moleculen veranderen de vloeistof in zogenoemd plasma-geactiveerd water, een soort superwater met unieke eigenschappen. Dit water wordt al toegepast in allerlei sectoren, van geneeskunde tot landbouw.
Bij plasma-vloeistofinteracties creëert het plasma een stroom in de vloeistof, die de RONS door de oplossing roert, afhankelijk van het stroomtype.
Als de stroming erg turbulent is, mengen de RONS gelijkmatiger door de vloeistof. “Als de stroom gericht is op één punt in de vloeistof, verzamelen de RONS zich op dat punt en worden ze niet door de vloeistof verspreid”, aldus promovendus Calum T. Ryan van TU Eindhoven.
Dit kan een probleem vormen voor de farmaceutische en agrarische industrie, waar specifieke RONS-verdelingen in een vloeistof nodig zijn. “Het beheersen van dit soort vloeistofstromen maakt optimalisatie mogelijk, wat leidt tot effectievere toepassingen,” stelt Ryan.
Hij ontdekte dat wanneer een plasma een wisselwerking heeft met zuiver water de beweging van de ionen in het plasma de vloeistoffen richting een specifieke stroom duwt. Het toevoegen van bepaalde onzuiverheden aan de vloeistof zorgt ervoor dat de stroom van richting verandert.
Als bijvoorbeeld zouten worden toegevoegd, zorgt het elektrische veld dat door het plasma wordt geproduceerd, ervoor dat de zoutionen in de vloeistof zelf bewegen, en dit drijft een kracht in de tegenovergestelde richting van de plasma-ionen. Als zeep wordt toegevoegd, ontstaat een vergelijkbare stroom, maar dan aangedreven door een ander proces.
“Plasma's kunnen worden gebruikt om vuile vloeistoffen te reinigen; als het plasma zeep uit de vloeistof verwijdert, verandert de oppervlaktespanning van het water, waardoor een stroom naar het gebied met de hoogste spanning ontstaat. Dus als het plasma dat de zeep verwijdert de oppervlaktespanning bij die interactie verhoogt, drijft dat de stroom aan.”
“Bij de vergelijking van stromen die worden aangedreven door plasma's met verschillende polariteiten, ontdekten we dat positieve plasma's snellere stromen in vloeistoffen veroorzaken in vergelijking met negatieve plasma's.”
