大气压辉光放电激发态氧原子产生机制的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51007029
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    刘大伟
  • 依托单位：
    华中科技大学
  • 学科分类：
    E0705.高电压与放电
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

大气压辉光放电产生的氧原子在等离子消毒杀菌方面所表现出的优势，近年来引起人们的广泛关注。激发态氧原子在777nm的辐射是一种监测氧原子产量的方便措施，而目前人们只是对777nm辐射对应激发态的O(3p5P)的可能产生途径进行了归纳，而尚未确定O(3p5P)的主要产生机制和777nm辐射强度随O2含量改变而复杂变化的原因。考虑到电子在产生O(3p5P)中的重要作用以及O2对电子的吸附作用，我们计划实验测量O2含量改变条件下电子密度及777nm辐射的时空分布，结合一维流体模型筛选与产生激发态氧原子O(3p5P)的相关反应，在仿真中获得与实验相一致的777nm的辐射分布，明确O(3p5P)产生机制及其产量随O2含量变化的原因，并通过对基态O产量和O(3p5P)产量的关系分析来确定O2的最佳含量。进一步开发出考虑He+N2+O2相互作用的仿真模型，从而深入分析大气压辉光放电的复杂物理化学过程。

结项摘要

由于大气压非平衡等离子体（APNP）中氧原子（O）的含量通常比臭氧和羟基含量高1-2个数量级，APNP研究领域普遍采用提高O产量的方式实现增强APNP氧化性的目的。目前该研究领域普遍通过测量777nm的辐射强度来监测氧原子产量，尚未确定777nm辐射对应激发态O(3p5P)的主要产生机制，所以仍无法解释777nm辐射强度随O2含量改变而复杂变化的原因。本项目通过ns带通滤波摄像获得APNP中777nm辐射的时空分布，采用一维流体模型仿真实现与实验一致的777nm辐射分布，从而从仿真模型中的284个反应筛选出He*和He2*通过分解激发O2产生O(3p5P) 为生成O(3p5P) 的主要机制，同时电子的空间分布表明其参与的分解激发O2产生O(3p5P)并不是其主要的生成机制。在此基础上分析O(3p5P)产量随O2含量变化的原因，并通过分析基态O产量和O(3p5P)产量的关系来确定O2的最佳添加比。结合等离子体射流处理具有复杂三维结构目标物的优势，通过二维等离子体射流模型和实验测量结果的比较确定He*和He2*分解激发O2仍为等离子体射流在开放空间中产生O(3p5P)的主要机制。研制高效等离子体射流源，并对等离子体活性成分促进伤口愈合过程进行理论模拟研究。.研究成果已发表SCI论文7 篇，在国际应用物理核心期刊Applied Physics Letters（影响因子3.844）上发表文章2篇，所有文章累计影响因子19.846。参与放电等离子体应用与测量英文专著《Low Temperature Plasma Technology: Methods and Applications》编写,负责撰写其中等离子体概述和等离子体化学章节的内容。申请一项发明专利（201310141895.6）。参加第四届国际等离子体应用技术会议（IPAC2011）作“等离子体发射光谱的仿真与实验研究”的特邀报告，参加第39届国际等离子体科学大会（ICOPS2012）作“脉冲等离子体射流推进机理”的专题报告；参加由自然基金委和中国力学学会等离子体科学与技术专业委员会举办的首届“全国低温等离子体数值模拟培训班”（2012），“全国低温等离子体实验测量培训班”（2013），主讲“大气压等离子体流体动力学模拟”和“大气压等离子体微纳秒成像诊断”课程。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Effect of a floating electrode on a plasma jet
浮动电极对等离子射流的影响
  • DOI：
    10.1063/1.4817954
  • 发表时间：
    2013-08-01
  • 期刊：
    PHYSICS OF PLASMAS
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Hu, J. T.;Wang, J. G.;Ostrikov, K.
  • 通讯作者：
    Ostrikov, K.
Plasma plume propagation characteristics of pulsed radio frequency plasma jet
脉冲射频等离子体射流的等离子体羽流传播特性
  • DOI：
    10.1063/1.3573811
  • 发表时间：
    2011-04
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Liu, J. H.;Liu, X. Y.;Hu, K.;Liu, D. W.;Lu, X. P.;Iza, F.;Kong, M. G.
  • 通讯作者：
    Kong, M. G.
Experimental and numerical study on the optimization of pulse-modulated radio-frequency discharges
脉冲调制射频放电优化的实验和数值研究
  • DOI：
    10.1088/0963-0252/22/3/035008
  • 发表时间：
    2013-06
  • 期刊：
    Plasma Sources Science and Technology
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    He, Jin;Hu, Jiangtian;Liu, Dawei;Zhang, Yuan-Tao
  • 通讯作者：
    Zhang, Yuan-Tao
The effect of applied electric field on pulsed radio frequency and pulsed direct current plasma jet array
外加电场对脉冲射频和脉冲直流等离子体射流阵列的影响
  • DOI：
    10.1063/1.4729730
  • 发表时间：
    2012-06
  • 期刊：
    Physics of Plasmas
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Hu, J. T.;Liu, X. Y.;Liu, J. H.;Xiong, Z. L.;Liu, D. W.;Lu, X. P.;Iza, F.;Kong, M. G.
  • 通讯作者：
    Kong, M. G.
Numerical and experimental study on pulsed-DC plasma jet
脉冲直流等离子体射流的数值与实验研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Plasma Sources Science and Technology
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Liu Xinyu;Pei Xuekai;Liu Dawei
  • 通讯作者：
    Liu Dawei

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其他文献

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    吕珍珍
中国滨海湿地CH4通量研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    自然资源学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    许鑫王豪;赵一飞;邹欣庆;唐得昊;刘大伟
  • 通讯作者：
    刘大伟
多通道地基微波辐射计的1D-VAR反演算法研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    遥感信息
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吕长春;刘大伟;刘凯;苗俊刚
  • 通讯作者：
    苗俊刚
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    --
  • 发表时间：
    2015
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  • 作者：
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    宋雪涛
冻结环境温度对粉质黏土冻融循环效应影响的试验(英文)
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  • 发表时间：
    2017
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    胡田飞;刘建坤;刘大伟
  • 通讯作者：
    刘大伟

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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