Analysis of the induced plasma chemistry in a Dielectric Barrier Discharge by means of Infrared and Fluorescence Spectroscopy

Il plasma è definito come il quarto stato della materia e su di esso si basano molte applicazioni tecnologiche. Data la sua natura, il plasma interagisce con i campi elettromagnetici. Il plasma presenta altresì un'altra caratteristica, ossia una condizione lontana dall'equilibrio termodinamico, che è tipica di quelli che sono noti come "plasmi freddi". Gli elettroni che formano il plasma freddo raggiungono energie termiche dell'ordine di qualche eV, mentre le particelle pesanti sono ad una frazione di eV. Questa proprietà è associata ad un'intensificazione dei processi chimici. Recentemente, i plasmi freddi sono stati applicati nel campo della biologia con risultati promettenti. La caratterizzazione delle specie chimiche e la misura della loro concentrazione nel tempo è quindi essenziale per acquisire informazioni sulla chimica indotta dal plasma. Questo studio ci permette di comprendere alcuni meccanismi chimici e allo stesso tempo migliorare le tecnologie esistenti. L'attività di tesi si concentra sull'analisi della chimica indotta in un plasma freddo a pressione atmosferica, prodotto per mezzo di una scarica a barriera dielettrica volumetrica, attraverso la spettroscopia infrarossa e di fluorescenza. Precisamente, è stata applicata la spettroscopia a trasformata di Fourier. La spettroscopia di fluorescenza invece è stata realizzata per mezzo di una tecnica nota come Laser Induced Fluorescence o LIF. Le particelle presenti nel plasma sono energeticamente eccitate da un fascio laser e decadono emettendo radiazione elettromagnetica nell'intervallo UV. La radiazione viene poi rilevata ed in seguito l'intensità misurata fornisce il valore di concentrazione delle specie chimiche eccitate. Data la risoluzione di questa tecnica, il valore misurato di concentrazione delle specie chimiche, in questo caso monossido di azoto, può essere usato come riferimento nella validazione di modelli globali e che simulano l'evoluzione di diverse specie chimiche.