Project detail

Investigation of atmospheric pressure plasma slit jet with complex electromagnetic excitation and plasma chemistry

Duration: 01.01.2020 — 31.12.2022

Funding resources

Czech Science Foundation - Standardní projekty

- whole funder (2020-03-27 - not assigned)

On the project

Podstatou projektu je výzkum radiofrekvenční plazmové štěrbinové trysky buzené pomocí speciálních prvků tvořících periodické zpožďovací struktury. V tomto novém typu buzení plazmatu bude zkoumáno elektromagnetické pole pomocí porovnání numerických modelů a experimentálních měření. Budeme studovat zapálení a propagaci výboje ve vztahu ke změnám elektromagnetického pole a dodávání chemických reaktantů ve formě aerosolů nebo kryogenních kapalin. Plazmová tryska se bude zabývat i modifikací nanostrukturovaných povrchů a vytváření nanočástic a povrchových nanostruktur pomocí přidávání organických prekurzorů, jejich reakcí iniciovaných plazmatem a fázových přechodů způsobených tepelnými toky v pracovním médiu. Cílem je posoudit vliv šíření elektromagnetických (EM) vln, prostorové orientace Poyntingova vektoru a nízké (případně kryogenní) teploty pracovní směsi na časový a prostorový vývoj plazmatu, vytváření reaktivních radikálů, clusterů, nanočástic a následné formování nové morfologie a chemické funkcionality povrchu

Description in English
The project will investigate the radio frequency plasma slit jet (PSJ) employing deceleration structures for the plasma excitation at atmospheric pressure. PSJ is an interesting plasma source which coupling principle differs from standard dielectric barrier discharge configurations like parallel-plate (planar), co-planar or jet. Its operation raises a fundamental question about the influence of electromagnetic (EM) field intensity and Poynting vector on the plasma excitation and propagation either in free atmosphere or when interacting with surfaces. The versatility of atmospheric pressure plasma source allows investigating the complex plasma chemistry with aerosols and at cryogenic conditions for damage-free etching and creation of different hierarchical nanostructured surfaces. One of the aims is to obtain information about the EM field of the PSJ from both, theoretical and experimental, points of view and assess the influence of the EM field, gas dynamics, nanostructured surfaces and an addition of aerosols on the time and spatial development of the PSJ discharges.

Keywords
atmosférický tlak; výboje v plynech; elektromagnetické pole; plazmochemické procesy;aerosol; kryogenní podmínky

Key words in English
atmospheric pressure, gas discharges, electromagnetic field, plasmachemical processing, aerosol, cryogenic conditions

Mark

20-14105S

Default language

Czech

People responsible

Drexler Petr, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Fiala Pavel, prof. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Kadlec Radim, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Klíma Miloš, Mgr., Ph.D. - fellow researcher
Zajíčková Lenka, doc. Mgr., Ph.D. - principal person responsible

Units

Department of Theoretical and Experimental Electrical Engineering
- (2019-04-01 - not assigned)

Results

STEINBAUER, M.; PERNICA, R.; ZUKAL, J.; KADLEC, R.; BACHOREC, T.; FIALA, P. Modeling Electromagnetic Nanostructures and Experimenting with Nanoelectric Elements to Form Periodic Structures. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, 2020, vol. 10, no. 4, p. 4-14. ISSN: 2083-0157.
Detail

DREXLER, P.; FIALA, P.; KADLEC, R.; LONDÁK, P.; MÁDROVÁ, T.; KLÍMA, M.; ZUKAL, J. Numerical modeling and experimental verification of a low fluid flow inductive flowmeter. FLOW MEASUREMENT AND INSTRUMENTATION, 2021, vol. 78, no. 1, p. 1-12. ISSN: 0955-5986.
Detail

KAUSHIK, P.; ELIÁŠ, M.; PRÁŠEK, J.; MICHALIČKA, J.; ZAJÍČKOVÁ, L. Manipulating MWCNT/TiO2 heterostructure morphology at nanoscale and its implications to NO2 sensing properties. MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS, 2021, vol. 271, no. 1, p. 124901-1 (124901-11 p.)ISSN: 0254-0584.
Detail

POLÁŠKOVÁ, K.; KLÍMA, M.; JENÍKOVÁ, Z.; BLAHOVÁ, L.; ZAJÍČKOVÁ, L. Effect of Low Molecular Weight Oxidized Materials and Nitrogen Groups on Adhesive Joints of Polypropylene Treated by a Cold Atmospheric Plasma Jet. Polymers, 2021, vol. 13, no. 24, p. 4396-1 (4396-18 p.)ISSN: 2073-4360.
Detail

DREXLER, P.; SZABÓ, Z.; PERNICA, R.; ZUKAL, J.; KADLEC, R.; KLÍMA, M.; FIALA, P. Modeling and Experimental Verification of Plasma Jet Electromagnetic Signals. Modelling, 2022, vol. 3, no. 1, p. 70-91. ISSN: 2673-3951.
Detail

PERNICA, R.; FIALA, P.; KLÍMA, M.; LONDÁK, P.; KADLEC, R. A Plasma and Surface Properties of Materials. In 2021 Photonics & Electromagnetics Research Symposium (PIERS). Progress In Electromagnetics. IEEE, 2021. p. 577-582. ISBN: 978-1-7281-7247-7. ISSN: 1559-9450.
Detail

FIALA, P.; PERNICA, R.; KLÍMA, M.; LONDÁK, P. Modification of Insulating Properties of Surfaces of Dielectric High-Voltage Devices Using Plasma. Applied Sciences - Basel, 2024, vol. 14, no. 11, p. 1-19. ISSN: 2076-3417.
Detail

SZABÓ, Z.; KADLEC, R.; FIALA, P.; KLÍMA, M.; STEINBAUER, M. Modeling Layered Organic Samples of PSEUDO-SPECKLE Structures. In 2021 Photonics & Electromagnetics Research Symposium (PIERS). Progress In Electromagnetics. NEW YORK, NY 10017 USA: IEEE, 2021. p. 443-448. ISBN: 978-1-7281-7247-7. ISSN: 1559-9450.
Detail

POLÁŠKOVÁ, K.; NEČAS, D.; DOSTÁL, L.; KLÍMA, M.; FIALA, P.; ZAJÍČKOVÁ, L. Self-organization phenomena in cold atmospheric pressure plasma slit jet. Plasma Sources Science and Technology, 2022, vol. 31, no. 12, p. 1-13. ISSN: 1361-6595.
Detail

JANŮ, L.; DVOŘÁKOVÁ, E.; POLÁŠKOVÁ, K.; BUCHTELOVÁ, M.; RYŠÁNEK, P.; CHLUP, Z.; KRUML, T.; GALMIZ, O.; NEČAS, D.; ZAJÍČKOVÁ, L. Enhanced Adhesion of Electrospun Polycaprolactone Nanofibers to Plasma-Modified Polypropylene Fabric. Polymers, 2023, vol. 15, no. 7, p. 1-17. ISSN: 2073-4360.
Detail

POLÁŠKOVÁ, K.; OZKAN, A.; KLÍMA, M.; JENÍKOVÁ, Z.; BUDDHADASA, M.; RENIERS, F.; ZAJÍČKOVÁ, L. Comparing efficiencies of polypropylene treatment by atmospheric pressure plasma jets. Plasma Processes and Polymers, 2023, vol. 20, no. 11, p. 1-18. ISSN: 1612-8850.
Detail

PERNICA, R.; KLÍMA, M.; SZABÓ, Z.; KADLEC, R.; LONDÁK, P.; FIALA, P. Plasma Discharge-based Treatment to Increase the Strength of a Dielectric Surface. In 2023 Photonics & Electromagnetics Research Symposium (PIERS). Praha: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2023. p. 379-388. ISBN: 979-8-3503-1284-3.
Detail

PERNICA, R.; SZABÓ, Z.; ZUKAL, J.; KADLEC, R.; KLÍMA, M.; FIALA, P. Sensing Plasma Jet Electromagnetic Signals. In 2023 Photonics & Electromagnetics Research Symposium (PIERS). Praha: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2023. p. 1291-1300. ISBN: 979-8-3503-1284-3.
Detail

FIALA, P.; DREXLER, P.; KLÍMA, M.; SZABÓ, Z.; DOSTÁL, L.; KADLEC, R.; PERNICA, R. Electromagnetic Modeling of a Plasma Chamber: Theory and Experiments. In 2021 Photonics & Electromagnetics Research Symposium (PIERS). Progress In Electromagnetics. IEEE, 2021. p. 609-613. ISBN: 978-1-7281-7247-7. ISSN: 1559-9450.
Detail

Responsibility: Zajíčková Lenka, doc. Mgr., Ph.D.