MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
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■035    ▼a(MiAaPQ)umichrackham005730
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aKonina,  Kseniia.
■24510▼aAtmospheric  Pressure  Plasma  Treatment  of  Complex  Interfaces
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Michigan▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a226  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-03,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Kushner,  Mark  J.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Michigan,  2024.
■520    ▼aTechnologies  that  use  atmospheric  pressure  plasmas  play  a  critical  role  in  modern  life  and  the  economy.  Advances  in  the  field  of  atmospheric  pressure  plasmas  help  to  invent  and  revolutionize  these  technologies.  As  new  technology  devices  have  become  more  complex  and  operated  more  selectively,  research  in  the  field  of  atmospheric  pressure  plasmas  has  concomitantly  increased  the  complexity  of  the  systems.  One  of  the  directions  for  increasing  this  complexity  is  surface  morphology.  Common  laws  and  patterns  of  interaction  of  plasmas  with  surfaces,  particularly  those  with  complex  interface  configurations  of  different  materials,  have  not  been  formulated.  To  approach  this  problem,  a  set  of  common  standard  surface  types  have  been  computationally  studied  for  this  dissertation  using  nonPDPSIM,  a  2-D  plasma  hydrodynamics  model.Through  the  application  of  surface  dielectric  barrier  discharges  to  arrays  of  micropores  in  dielectrics  that  can  represent  catalyst  supports  or  combustion  filters,  common  patterns  in  uniformity  of  treatment  are  identified.  The  inhomogeneous  treatment  is  identified  to  be  caused  by  the  electric  field  enhancement  at  a  crest  of  non-planar  regions  of  the  interface.  Further,  principles  of  plasma  propagation  to  pores  with  the  extremely  small  opening  of  a  few  microns  are  determined  to  be  guided  by  the  photoionization  source.  Within  a  similar  setup  configuration,  another  interface,  wet  microchannels,  is  modeled.  The  formation  of  reverse  ionization  waves  on  the  channels  interface  when  being  treated  by  the  negative  polarity  pulse  are  first  identified.  When  channels  are  extended  in  horizontal  direction  having  as  a  result  a  higher  surface-to-volume  ratio,  the  treatment  does  not  necessarily  lead  to  more  efficient  coverage  by  fluxes  due  to  non-uniform  plasma  propagation  along  such  interface.  The  validation  of  the  research  on  microchannels  is  continued  with  another  setup  in  which  microchannels  are  treated  with  an  atmospheric  pressure  plasma  jet.  Modeling  results  of  plasma  propagation  are  compared  with  collaborative  experimental  research.  The  formation  of  reverse  ionization  waves  on  periodic  microchannel  structures  is  again  observed,  modeled,  and  explained.  Extreme  cases  of  rectangular  microchannels  that  are  extended  in  vertical  directions  up  to  several  millimeters,  which  represent  hair  follicles  on  human  skin,  are  modeled  in  contact  with  atmospheric  pressure  plasma.  The  propagation  of  plasma  into  the  reservoir  of  hair-follicle-like  structures  is  then  demonstrated  within  the  model  and  supported  with  a  literature  search.  An  atmospheric  pressure  plasma  jet  is  also  used  in  contact  with  another  interface  modeling  abrupt  change  in  the  height  of  the  surface,  known  as  step  barriers.  The  modeling  and  collaborative  experimental  research  indicate  the  existence  of  a  critical  height  above  which  plasma  propagation  is  limited.  Surface  kinetics  on  a  simplified  polypropylene  model  is  implemented  on  a  step  surface.  The  non-uniform  formation  of  the  resulting  chemicals  is  demonstrated  on  the  surface  following  the  propagation  and  stopping  of  plasma  with  the  sensitivity  of  the  electric  field  at  the  apexes  of  steps.The  aim  of  this  dissertation  is  to  contribute  to  the  field  of  atmospheric  pressure  plasmas  with  a  particular  focus  on  interaction  with  solid  and  liquid  interfaces  of  a  complex  morphology.  Fundamental  research  in  this  field  has  an  impact  on  the  development  of  plasma  sources  that  can  be  used  in  medicine,  catalysis  or  microfluidic  devices.  Identifying  shared  principles  governing  plasma  interaction  with  common  interfaces  like  micropores,  microchannels,  microcapillaries,  and  step  barriers  can  significantly  advance  the  field's  progress.
■590    ▼aSchool  code:  0127.
■650  4▼aPlasma  physics
■650  4▼aNuclear  engineering
■650  4▼aParticle  physics
■653    ▼aAtmospheric  pressure  plasma
■653    ▼aDielectric
■653    ▼aSurface  morphology
■653    ▼aMicrofluidic  devices
■653    ▼aMicrochannels
■690    ▼a0759
■690    ▼a0552
■690    ▼a0798
■71020▼aUniversity  of  Michigan▼bNuclear  Engineering  &  Radiological  Sciences.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-03B.
■790    ▼a0127
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17164386▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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