mgr inż. Michał Kwiatkowski,
mgr inż. Piotr Terebun,
dr inż. Jarosław Diatczyk.
Istota wynalazku:
Plazmą, będącą czwartym stanem skupienia materii, nazywamy zjonizowany gaz o odpowiedniej koncentracji swobodnych nośników ładunków elektrycznych w postaci jonów i elektronów. Dla celów technologicznych, wytwarza się ją za pomocą wyładowań elektrycznych, w urządzeniach nazywanych reaktorami plazmowymi. Wynalazek składa się z reaktora plazmowego o budowie dyszy oraz układu kontrolno-pomiarowego. Budowa dyszy pozwala na wytworzenie wyładowania elektrycznego o kształcie przypinającym igłę, która w wyniku wymuszonego przepływu gazu kierowana jest w stronę traktowanego obiektu. Istotą wynalazku jest specjalna budowa reaktora (izolator jako materiał dyszy, na którą nawinięte są dwie elektrody w postaci obręczy – tzw. wyładowanie barierowe), parametry układu zasilającego (wysokie napięcie o częstotliwości kilku kiloherców) oraz obudowa reaktora pozwalająca na zachowanie bezpieczeństwa w warunkach roboczych. Ich połączenie pozwala na uzyskanie plazmy o takiej energii, że gaz procesowy przepływający przez dyszę zachowuje niską temperaturę, jednocześnie przenosząc aktywne cząstki wytworzone podczas wyładowania. Cząstki te pozwalają np. na dezaktywację szkodliwych bakterii czy modyfikację materiałów, bez narażania traktowanego obiektu (np. tkanki ludzkiej) na działanie wysokiej temperatury. Zmiana temperatury, ograniczającej zakres zastosowania urządzenia, możliwa jest poprzez regulację wartości przepływu gazów roboczych, moc wyładowania oraz różnego rodzaju końcówki zakładane na reaktor, pozwalające na określenie dystansu pomiędzy wyładowaniem i traktowaną powierzchnią. Zastosowana konstrukcja reaktora i zintegrowanego z nim układu kontrolno-pomiarowego pozwala na jego łatwy transport, szybkie przygotowanie stanowiska oraz zapewnienie bezpieczeństwa zarówno traktowanemu obiektowi, jak i personelowi wykorzystującego urządzenie. W porównaniu do zastosowania środków chemicznych, użycie plazmy wytworzonej w reaktorze pozwala nie tylko na redukcję kosztów, ale także na zmniejszenie negatywnego oddziaływania na środowisko. Dodatkową redukcję kosztów uzyskano dzięki możliwości pracy pod ciśnieniem atmosferycznym, bez konieczności zastosowania drogich układów próżniowych.
Potencjał komercjalizacyjny wynalazku:
Ze względu na niewielkie wymiary i prostotę konstrukcji opracowanego reaktora, możliwe jest jego zastosowanie w stomatologii i medycynie m.in. do leczenia trudno gojących się ran, w dermatologii i medycynie estetycznej, w usuwaniu bakterii z powierzchni biologicznych oraz sprzętu medycznego, czy modyfikacji materiałów mająca na celu lepszą biokompatybilność. W świetle ostatnich badań, plazma niskotemperaturowa, w połączeniu z chemioterapią, może być także używana do niszczenia komórek nowotworowych.
Dotychczas opracowano i wykonano w pełni działający prototyp. Wykonane zostały także pomiary potwierdzające skuteczność zastosowania reaktora w dekontaminacji i modyfikacji powierzchni na przykładzie dekontaminacji bakterii E. coli w środowisku suchym i wodnym oraz badania nad modyfikacją zwilżalności polimerów. Po wykonaniu niezbędnych badań klinicznych, możliwe jest bezpośrednie przygotowanie wynalazku do procesu produkcyjnego.
