国际低温等离子体研究进展（2023.11）

前菜：养眼美图

液相等离子体无催化剂合成氨

直流驱动的大气压等离子体可以在水中固氮合成氨。上图为不同液体中放电固氮所产生气泡的照片。在该体系中，等离子在电极附近的气泡中产生。不同的液体电导率会对气泡大小产生影响，低电导率液体中产生的气泡更大。氨主要在气液交界处产生，随着气泡尺寸的增加，等离子体与液体接触面增大，产氨效率得到提高。

作者：

Dr. Naoki Shirai

Hokkaido University, Japan

nshirai@qe.eng.hokudai.ac.jp

紫磷-Fe3O4催化剂（VP-Fe3O4）耦合等离子体去除水中诺氟沙星

抗生素诺氟沙星是一种有机污染物，传统污水处理系统无法有效处理，为此研究人员开发过一种新型的3D多孔氦等离子体射流装置在水中气泡等离子体(UBP）中产生活性氧和氮对其进行处理。VP-Fe3O4耦合下的UBP有着更好的性能，这是因为：UBP可以促进Fe(II)/Fe(III)的循环，VP-Fe3O4则可以消耗O3，促进H2O2的产生。该方法为目前废水中存在的许多持久性有机污染物的处理提供了一种潜在的解决方案。

作者：

Dr. Zhijie Liu

Xi’an Jiaotong University, Shaanxi, China

liuzhijie2010@163.com

百家观点

低温等离子体在航空脱碳中的机遇与挑战

（MIT Carmen Guerra-Garcia教授）

航空运输排放的二氧化碳占所有人为排放二氧化碳的2%以上，航空业目标到2050年实现净零碳排放。Ltp可能在实现航空业的可持续发展目标方面发挥积极作用，但也存在一些机遇与挑战：

1.等离子体在生产经济实惠的可再生燃料中的作用。目前使用的可持续航空燃料(SAF)成本较高，是否可用等离子体提高燃料的经济型值得探索。

2.等离子体助燃在可靠、高效的新能源发动机中的作用。新型燃料在使用过程还存在着一定的问题，如较难点火、火焰难稳定、Nox排放高等，等离子体技术或许可以提为其供解决方案。

3.等离子体在新一代机翼设计中的作用。新型机翼设计目前主要靠经验、历史数据的简单分析等，这是远远不够的。可以将放电的物理知识融于飞机设计，提出一种更通用且稳定的方法用于保护飞机免受静态放电或闪电的影响。

主菜：行业新闻&知识盛宴

美国将开办第3届低温等离子体暑期学校

美国第3届低温等离子体暑期学校将于2024年6月24-28日在美国密歇根大学安伯分校( Ann Arbor )举行，该暑期学校主要面向研究生，对低温等离子体科学和技术进行广泛的介绍。

美国能源部（DOE）合作研究设施在线研讨会

美国能源部( DOE )向国际社会提供合作研究设施，设施信息如下：

Princeton Collaborative Research Facility (PCRF)：https://pcrf.princeton.edu/

Sandia Plasma Research Facility (PRF)：https://www.sandia.gov/prf/ 

Magnetized Plasma Research Laboratory (MPRL)：https://mprl.auburn.edu/

该研讨会将介绍这些设施的相关使用信息。

时间：November 29, 2023 at 3:00 PM EST

更多信息：

https://pppl.zoom.us/webinar/register/WN_gL1q7nuCQa6KW1w8wvcB7g

2024年美国明尼苏达大学尘埃等离子体研讨会

会议时间：May 19-22, 2024

地点：University of Minnesota (Minneapolis, USA)

摘要截止日期：March 1, 2024

会议网站：https://dpw2024.umn.edu.

第五届数据驱动等离子体科学国际会议

会议时间：August 12-16 2024

地点：Berkeley, California (USA)

摘要提交日期：November 1, 2023--January 12, 2024

会议网站：https://chemistry.berkeley.edu/icddps-5

第10届国际等离子体医学大会（ICPM10)

第九届国际等离子体癌症治疗研讨会(IWPCT)

会议时间：September 8-13, 2024

地点：Portorož, Slovenia

摘要提交截止日期：March 11, 2024

联系方式：Urška Kisovec, urska.kisovec@ijs.si

IOPS在线研讨会

国际在线等离子体研讨会（IOPS）将继续为国际社会提供定期的机会，听取该领域领先研究人 员的意见。IOPS(以及过去研讨会的链接)相关信息可以在该链接查找：

http://www.apsgec.org/main/iops.php

联系方式：

Journal of Physics D: Applied Physics特刊：

Nanosecond Discharges: Fundamentals and Applications

该特刊旨在分享纳秒放电在不同应用领域的专业知识，并将其知识扩展到更广泛的领域。

提交网址：https://mc04.manuscriptcentral.com/jphysd-iop

提交选项：Focus Issue –> Special Issue on Nanosecond Discharges: Fundamentals and Applications –>Special Issue

截止日期：31 March 2024

编辑：

• Paolo Tosi, University of Trento, Italy 

• Luca Matteo Martini, University of Trento, Italy 

• Tao Shao, Institute of Electrical Engineering, Chinese Academy of Sciences, China

联系人：

Prof. Paolo Tosi

University of Trento, Italy

paolo.tosi@unitn.it

甜点：进展一瞥

纳秒流柱放电等离子体产生硝酸铵

利用高频纳秒流注电晕放电( NSCD )可将火电厂产生的氮氧化物( NOx )转化为硝酸气溶胶。由于是在同轴反应堆室( RC )中使用恒定的高压脉冲进行转换，脉冲还可参与对流散热及除尘。转换的主要反应为：

O2 + e(5.1eV) → O* + O(gas)

NO + O →NO2+hν(gas)

NO2 + OH → HNO3(aerosol)

若再通氨则可生成NH4NO3：

HNO3 + NH3 → NH4NO3

生成的NH4NO3为沉积在反应器内壁上的固体粉末，可用水洗掉。进行以上反应的同时还可以生成氨：

0.5N2 + 1.5H2 + e-(17eV) → NH3

该设备100MW功率1小时运行所生产的硝酸铵可满足20-40公顷土地的氮肥需求。

上图中，1为接地电极外壳，2为高压电极，3为主流注，4为二次流注，等离子体驱动参数为150ns脉宽，200Hz，拍照曝光时间2s。

作者：Dr. Alexander Ponizovskiy

Air & Plasma Technology SL, Russia

Sasha_laron@mail.ru

如何正确分析等离子体参与的CO2转化的性能?

10.1016/j.jechem.2023.07.005

基于等离子体的CO2转化在碳捕集和利用方面具有广阔的应用前景，但性能评估方法的不统一使得难以对不同过程进行系统的比较。该研究旨在激励更多自洽、合理的计算工作。

研究发现体积流率的变化在能源转化过程中非常重要，而这一点往往没有被合理得考虑，这会导致能量转换效率被错估。此外，该研究在实验数据的支撑下，还指出在推导性能指标时，标准组件和流量计固有的灵敏度也是必须考虑的。

作者：Prof. Dr. Annemie Bogaerts

annemie.bogaerts@uantwerpen.be

Bart Wanten bart

wanten@uantwerpen.be

University of Antwerp, Belgium

用于CO2分解的DBD反应器中的时空不均匀性研究

10.1088/1361-6595/ad0430

该研究采用二维等离子体模型对含介质棒的CO2同轴填充床DBD反应器的全运行周期进行了分析，结果显示介质棒、介质层的存在及表面充电对微放电有着至关重要的影响。

由于不均匀的表面充电过程，中性物质及离子的空间分布复杂，每个微放电都有着明显的不均匀、不可重复的辉光和体积/流注放电过程。该研究还发现气体中主要的负离子是CO3-，CO和O主要在微放电的发展过程及和流注-表面电离波过程中产生，O2主要在辉光、电流衰减和余辉阶段形成。

作者：Dr. Konstantinos Kourtzanidis

Centre for Research & Technology Hellas, Greece

kourtzanidis@certh.gr

等离子体诱导的可逆表面改性

10.1088/13616463/ad039b

该研究开发了一种新的用于模拟类二氧化硅壁面上的原子氧表面动力学的介观模型，该模型引入了等离子体诱导的表面改性。结果表明，改性是由表面亚稳态化学吸附位点的产生和破坏引起的。

文章结论：Langmuir–Hinshelwood (L-H) 和 Eley-Rideal (E-R)复合机制不仅涉及物理吸附和稳定的化学吸附位点，还涉及由快速O2离子和中性分子撞击产生的亚稳态化学吸附位点。亚稳态位点的存在可以通过提高等离子体压力来逆转。

作者：Dr. Pedro Viegas

N-PRiME group, Universidade de Lisboa, Portugal

pedro.a.viegas@tecnico.ulisboa.pt

暴露于非热等离子体时，

脂质氧化过程膜透性改变的两种机制

10.1016/j.bpj.2023.10.028

脂质氧化是一种普遍存在的细胞膜脂质降解过程，在多种病理生理情况下由氧化应激和活性氮氧化物RONS诱导。氧化损伤与细胞膜生物物理特性间的相关性尚不清楚。

该研究使用使用非热等离子体作为RONS的源对此进行了研究。研究结果显示存在两种氧化机制：第一种是在膜与RONS直接接触时出现的，与截短的氧化磷脂的形成有关；第二种机制在较长的潜伏期后起作用，可能与脂质氧加合物的持续形成有关。

作者：Dr. Joseph

Lorent UC Louvain, Belgium

joseph.lorent@uclouvain.be 

Dr. Ana Sobota

Eindhoven University of Technology

The Netherlands a.sobota@tue.nl

含杂质氦微空心阴极放电负辉光等离子体中快速电子动力学研究

10.1088/1361-6595/ad05f6

基于包含电子动力学描述和重等离子体成分流体描述的混合模型，给出了微空心阴极放电负辉光等离子体中的等离子体参数和快速电子动力学的研究结果。

研究获得了沿放电间隙长度的电子能量分布函数的空间分布。同时还论证了实验上估算高压下负辉光等离子体中杂质浓度、杂质气体的转化产物以及亚稳态氦原子浓度的可能性。结果表明，混合模型可以准确地描述由Penning电离反应和超弹性碰撞产生的快速电子形成的EEDF峰。

作者：Prof. Almaz Saifutdinov

Kazan National Research Technical University

Russia as.uav@bk.ru

BLITZ：一种优化的"批量加载和交互式时间序列区域分析"的开源图像查看器

10.34711/inptdat.812

BLITZ是一个基于Python的开源图像查看器，可用于高效的图像分析。其将图像作为矩阵进行处理，可以实现快速的统计计算。该工具还包含测量工具和遮挡、翻转等图像处理选项，以及批量导出等高效处理大数据集的功能。

网站：https://github.com/CodeSchmiedeHGW/BLITZ

作者：Dr. Philipp Mattern

philipp.mattern@inp-greifswald.de

Dr. Torsten Gerling 

gerling@inp-greifswald.de

生物靶点改变非热等离子体的电特性和化学性质

10.3390/plasma6030040

非热等离子体等离子体（NTP）的生物效应通常与液体中RONS的浓度相关。现有研究普遍忽略了生物靶点对NTP性质的影响，以及生物靶点对NTP产生的RONS的氧化还原响应的影响。该研究将悬浮电极介质阻挡放电( FE-DBD )等离子体应用在细胞上来研究这些影响。

结果表明，在NTP应用过程中，细胞完整性和细胞活性的变化与电路电容和能量传递相关。同时，还发现活细胞可以调节NTP产生的过氧化氢和亚硝酸盐的浓度，但其机制尚不明确。进一步了解NTP与生物靶点之间的相互作用对于开发NTP的临床应用至关重要。

文章结论：Langmuir–Hinshelwood (L-H) 和 Eley-Rideal (E-R)复合机制不仅涉及物理吸附和稳定的化学吸附位点，还涉及由快速O2离子和中性分子撞击产生的亚稳态化学吸附位点。亚稳态位点的存在可以通过提高等离子体压力来逆转。

作者：Dr. Vandana Miller

Dr. Fred Krebs Drexel

University College of Medicine, USA

vam54@drexel.edu

fck23@drexel.edu

Dr. Sophia Gershman

Princeton Plasma Physics Laboratory, Princeton University, USA

sgershma@pppl.gov

饮料：职业机会

伊利诺伊等离子体研究院研究员与主任职位（通用方向）

耶鲁大学博士后职位（非热等离子体转化碳氢化合物气体）

莱布尼茨等离子体科技研究所科学家职位（等离子体诊断方向）

M J Kushner团队博士后职位（等离子体模拟）

埃因霍分大学助理教授职位（等离子体表面相互作用与催化）

马普所博士研究生职位（等离子体能源转化诊断）

瑞士联邦材料实验室博士研究生职位（等离子体甲烷裂解方向）

南威尔士大学博士研究生职位（涡增强的高焓超音速等离子体流动）