The influence of low-temperature plasma on the electromagnetic spectrum structure of the selected liquid

• Autorzy: Kiełbasa Paweł , Dróżdż Tomasz , Miernik Anna , Kurpaska Sławomir

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.01.63

Warianty tytułu

PL

Wpływ plazmy niskotemperaturowej na strukturę widma elektromagnetycznego wybranej cieczy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the research was to parameterise the degree of influence of low-temperature plasma on the structure of the electromagnetic spectrum in the visible light range of a selected fluid, which, after being parameterised, will constitute a benchmark marker of the analysed interaction. The scope of the research included the generation of plasma water in a plasma generator, the intensity of which was the differentiating element. The fluid so prepared was subjected to spectral analysis. Subsequently, water of varying interaction degree was used to prepare a medium for microorganisms, the growth of which was monitored by measuring the optical density of the solution. Differences were also observed in the kinetics of microbial growth, which developed in water subjected to cold plasma interaction and in water without this interaction. The measured optical density after a 6-fold exposure and 50-hour incubation was 3.72 McF and was 1.93 McF lower than that of the reference sample (without exposure).

PL

Celem badań było sparametryzowanie stopnia wpływu plazmy niskotemperaturowej na strukturę widma elektromagnetycznego w zakresie światła widzialnego wybranej cieczy, która po sparametryzowaniu będzie stanowiła wyznacznik analizowanej interakcji. Zakres badań obejmował wytworzenie w generatorze plazmy wody, której intensywność była elementem różnicującym. Tak przygotowany płyn został poddany analizie spektralnej. Następnie woda o różnym stopniu interakcji została wykorzystana do przygotowania pożywki dla mikroorganizmów, których wzrost był monitorowany poprzez pomiar gęstości optycznej roztworu. Zaobserwowano również różnice w kinetyce wzrostu mikroorganizmów, które rozwijały się w wodzie poddanej interakcji z zimną plazmą oraz w wodzie bez tej interakcji. Zmierzona gęstość optyczna po 6-krotnym naświetlaniu i 50-godzinnej inkubacji wynosiła 3,72 McF i była o 1,93 McF niższa niż w przypadku próbki referencyjnej (bez naświetlania).

Słowa kluczowe

EN

cold plasma; electromagnetic spectrum structure; microorganism

PL

zimna plazma; struktura widma elektromagnetycznego; mikroorganizm

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 1
• Strony: 307--310
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Kiełbasa Paweł

• University of Agriculture in Krakow, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka Av. 116B, 30-149 Krakow

• https://orcid.org/0000-0003-0249-8626

autor

Dróżdż Tomasz

• University of Agriculture in Krakow, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka Av. 116B, 30-149 Krakow

• https://orcid.org/0000-0001-6624-9798

autor

Miernik Anna

• University of Agriculture in Krakow, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka Av. 116B, 30-149 Krakow

• https://orcid.org/0000-0003-0394-9185

autor

Kurpaska Sławomir

• University of Agriculture in Krakow, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka Av. 116B, 30-149 Krakow

• https://orcid.org/0000-0003-1885-4568

Bibliografia

• [1] Laskowska M., Bogusławska-Wąs E., Kowalna P., Hołub M., Dąbrowski W., 2016: Skuteczność wykorzystania niskotemperaturowej plazmy w mikrobiologii i medycynie. Post. Mikrobiol., 55, 2, 172–181.
• [2] Stryczewska H.D., 2011: Technologie zimnej plazmy wytwarzanie, modelowanie, zastosowania. Elektryka, 1(217), 41-61.
• [3] Graves D.B., 2014: Reactive species from cold atmospheric plasma: implications for cancer therapy. Plasma Process. Polym. 11, 1120–1127, 2014.
• [4] Kim J.Y., Ballatob J., Foy P., Hawkins T., Wei Y .,Li J., Kim S.O., 2011: Apoptosis of lung carcinoma cells induced by a flexible optical fiber-based cold microplasma. Biosens. Bioelectron. 28, 333–338.
• [5] Jiang C., Chen M-T., Gorur A., Schaudinn C., Jaramillo D.E., Costerton J.W., Sedghizadeh P.P., Vernier P.T., Gundersen M.A.,2009: Nanosecond pulsed plasma dental probe. Plasma Process. Polym. 6, 479–483, 2009.
• [6] Vojnov G., Golovach A., 2011: The effectiveness of microwave pre-sowing treatment of seeds of winter rape (in Russian), Agrarian econom., Minsk., 4, 55-59.
• [7] Pietruszewski S., Muszyński S., Dziwulska A., 2007: Electromagnetic fields and electromagnetic radiation as noninvasive externalstimulants for seeds (selected methods and responses. Int. Agrophys. 21(1), 95–100.
• [8] Pushkina N.V., Ljubeckij N.V., Karpovich V.A., 2014: Modified method of presowing microwave treatment of seeds (in Russian). News of Science and Technology, 2(21), 36-40.
• [9] Grabowski M., Hołub M., Balcerak M., Kalisiak S., Dąbrowski W., 2015: Decontamination of black pepper powder using dielectric barrier discharge systems in atmospheric pressure. Jpn. J. Appl. Phys. 1, DOI: 10.13140/2.1.1798.5287,
• [10] Wiktor A., Śledź M., Nowacka M., Witrowa-Rajchert D., 2013: Możliwości zastosowania niskotemperaturowej plazmy w technologii żywności. Żywn. Nauka Technol. Jakość, 5, 5–14.
• [11] Hertwig C., Leslie A., Meneses N., Reineke K., Rauh C., Schlüter O., 2017: Inactivation of Salmonella Enteritidis PT30 on the surface of unpeeled almonds by cold plasma. Innovative 376 Food Science and Emerging Technologies, 44, 242–248.
• [12] Hertwig C., Reineke K., Ehlbeck J., Knorr D., Schlüter O., 2015: Decontamination of whole black pepper using different cold atmospheric pressure plasma applications. Food Control, 55, 221–229.
• [13] Mošovská S., Medvecká V., Gregová M., Tomeková J., Valík Ľ ., Mikulajová A., Zahoranová A., 2019: Plasma inactivation of Aspergillus flavus on hazelnut surface in a diffuse barrier discharge using different working gases. Food Control, 104, 256–261.
• [14] Medvecká V., Mošovská S., Mikulajová A., Valík Ľ., Zahoranová A., 2020: Cold atmospheric pressure plasma decontamination of allspice berries and effect on qualitative characteristics. European Food Research and Technology, 246(11), 2215–2223.
• [15] Rybiński W., 2001: Influence of laser beams combined with chemomutagen (MNU) on the variability of traits and mutation frequency in spring barley. Int. Agrophys. 15(2), 115–119.
• [16] Shmigel V.V., 2004: Separation and stimulation of seeds in an electric field (in Russian). Diss. Doc. tech. sciences. Specialty 05.20.02. Electrification of agricultural production. Kostroma, 405.
• [17] Osincev E.G., 2009: A study of the process of separation of whole and microinjured cereal seeds in an electric field (in Russian). Thesis Cand. Tech. Sci. 05.20.02. Elecro-technology and electrical equipment in agriculture. Chelyabinsk, 129.
• [18] Liu F., Sun P., Bai N., Tian Y., Zhou H., Wei S., Zhou Y., Zhang J., Fang J., 2010: Inactivation of bacteria in an aqueous environment bya direct-current, cold atmospheric-pressure air plasma microjet. Plasma Process. Polym. 7, 231–236
• [19] Korzeniewska E., Szczesny A., Lipinski P., Dróżdż T., Kiełbasa P., Miernik A..,Politowski K.: Textronics Interdigitate Electrodes for Staphylococcus Aureus bacteria detecting. Journal of Physics: Conference Seriesthis link is disabled, 2021, 1782(1), 012015
• [20] Korzeniewska E., Szczęsny A., Lipiński P.,Dróżdż T., Kiełbasa P., Miernik A.: Prototype of a Textronic Sensor Created with a Physical Vacuum Deposition Process for Staphylococcus aureus Detection. Sensors 2021, 21, 183.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).