دوره متوسطه دوم دخترانه - تربت حیدریه
امروز    ساعت:
ویژه ها
Untitled 2
نظر سنجی
مقالات اساتید ---> کاربرد پلاسما- شماره سه { - }

تجزیه زباله‌های بیمارستانی و آلودگی‌های محیطی می‌پردازیم.

·         استفاده از پلاسما در تجزیه زباله های بیمارستانی

پیرولیز پلاسما

يکي از مهمترين منابع آلودگي محيط زيست، زباله هاي بيمارستاني است.

  براي بازيافت يا انهدام این زباله ها روش هاي مختلفي پيشنهاد شده است که متداولترين آنها انهدام زباله ها با احتراق شيميايي است. اما در اثر احتراق شيميايي مواد، نه تنها آلودگي هوا، بلکه توليد مواد راديواکتيو و سمي نيز افزايش می‌یابد که در بعضي موارد منجر به جهش هاي ژنتيکي می‌شود. ولي امروزه با استفاده از پلاسما، روشي ابداع شده است که مي تواند با کمترین عوارض جانبی زباله‌ها را از بين ببرد.

اين روش که پیرولیز پلاسما نامیده می‌شود، قادر است زباله هاي بيمارستاني را طوري تجزيه کند که سازگار با محيط زيست باشد. در مقایسه‌ی میزان انتشار آلاينده هاي خطرناک به روش احتراق شيميايي و این روش، مشاهده شده که پیرولیز پلاسما روشی پاک‌تر و مقرون به صرفه‌تر و منبعي مطمئن براي توليد گاز هيدروژن با خلوص بالا مي باشد.

براي انجام پيروليز پلاسما، زباله تحت تأثير قوس الکتریکی حاصل از الکترودهاي گرافيتي قرار گرفته و واکنش مي دهد. اين قوس حاصل از تخليه جريان DC است. تخليه قوسي توسط منبع kw 50 تأمين مي شود که داراي     ولتاژV 125 و حداکثر جريان A 400 است. مشعل پلاسما داراي کاتد تنگستني خنک شونده و آند گرافيتي مي باشد. دماي قوس به حدود1000 مي رسد که اين دما براي ذوب کردن زباله هاي فلزي مناسب است. پس مواد حاصل از پيروليز نیز در مصالح ساختماني مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در اين روش نيازي به اکسيژن نیست و محصولات سرشار از هيدروژن هستند، از طرف ديگر اين روش باعث تجزيه‌ی مواد سنگين به سبک و جلوگيري از تشکیل مواد سمي مانند NO  و يا Dioxin  مي شود.

پلاسماي سرد

پلاسماي سرد روش جديدي براي از بين بردن باکتري هاي مضر بوده و به این دلیل کاربردهای زیادی در علم پزشکی دارد. اين روش در دانشگاه ويرجينيا ابداع شده است.

اساس روش پلاسمای سرد به این ترتیب است که گاز مخلوطي شامل 97% هليوم و 3% اکسيژن، بين دو الکترود مسطح وارد شده، سپس ولتاژي در حدود چند کيلو ولت با فرکانس Hz 60 اعمال می‌گردد.

 مزيت اين روش این است که در توان پايين بين (50 تا 300 وات) پلاسماي زيادي توليد مي شود.

در آزمايشگاه دونوع باکتري در معرض هواي سرد قرار گرفت و با ميکروسکوپ الکتروني تأثيرات آن بررسی شد. بعد از گذشت حدود 15 دقيقه مشاهده شد که هر دو نوع باکتري از بين رفته است.

 تکنيک به کاربرده شده در اين روش اينگونه است که ذرات باردار پلاسما در زمانی حدود چند ميکروثانيه، آسيب شديدي به پوسته سلول باکتري وارد مي کنند، زيرا کنش هاي الکترواستاتيک وارد بر پوسته‌ی بيروني سلول باکتري، از نيروي کنش پوسته بيشتر مي شود.

  چون اين روش در دما و فشار اتاق انجام مي شود و نياز به حرارت بالا ندارد. به پلاسماي سرد (cold plasma) معروف است.

 

·         بررسی اثر پلاسمای پس تاب سرد اتمسفری بر قارچ کاندیدا آلبیکنس

امروزه استريل كردن عوامل بيماري زا توسط پلاسماي سرد يكي از مهم ترين موضوعات پژوهشي است. در همین راستا جمعی از پژوهشگران  گروه فیزیک اتمی، مولکولی و گروه زیست شناسی  دانشگاه مازندران، با تولید چشمه پلاسماي سرد اتمسفري، اثرات این پلاسما را بر يكي از قارچ هاي مهم به نام كانديدا آلبيكنس  مورد مطالعه قرار داده و به نتایج جالب توجهی دست پیدا کرده‌اند.

معرفی قارچ کاندیدا آلبیکنس

كانديدا آلبيكنس از گروه قارچ هاي فرصت طلب محسوب مي‌شود. قارچ هاي اين گروه به طور طبيعي باعث ايجاد بيماري در افراد سالم نمي شوند ولي ممكن است در افرادي كه سيستم دفاعي بدن آنها دچار اختلال شده، باعث بيماري و حتي مرگ شوند. از جمله بيماري‌هايي كه اين قارچ ايجاد مي كند، می‌توان برفك دهاني، عفونت در نواحي گرم و مرطوب پوست به ويژه در افراد ديابتي و چاق، التهاب دردناك و قرمز چين هاي ناخن، عفونت ريه،كليه و ساير ارگان ها در افراد مبتلا به بيماري هايي نظير سل يا سرطان را نام برد.

هنگامي كه از پلاسماي سرد براي ضد عفوني استفاده مي شود، عوامل پلاسما، تابش فرا بنفش، گونه هاي فعال و ذرات باردار هستند. از اثر گرما هنگامي كه  گاز در دماي اتاق است صرف نظر مي شود . بنا براين گونه هاي فعال شيميايي مانند گونه هاي فعال اكسيژن و نيتروژن نقش مهمي در بي اثر سازي باكتري و يا قارچ دارند.

مراحل و چیدمان آزمایش انجام شده توسط پژوهشگران دانشگاه مازندران

Ø       توليد پلاسماي سرد اتمسفري با استفاده از منبع تغذيه ولتاژ AC با اختلاف پتانسيل 10 كيلو ولت در فركانس 50 هرتز و توان 100 وات صورت می گیرد.

Ø       ساختار اصلي چشمه پلاسما تخليه سد دي الكتريك است كه به صورت عرضي طراحي شده است.

Ø       گاز اکسیژن به عنوان ماده اي براي تشكيل پلاسما در فضاي ميان دو الكترود شارش مي يابد. علت كاربرد گاز اكسيژن، فعاليت شيميايي زياد پلاسماي آن و تاثير آن در رفع آلودگي و كشتار ميكرو ارگانيسم ها است.

Ø       مدار الكتريكي شامل سه بخش ورودي گاز، چشمه پلاسماي پس تاب و منبع تغذيه مي‌باشد.

Ø       پلاسما با آهنگ شارش8 ليتر بر دقيقه به صورت پس تاب بر نمونه اثر مي گذارد.

Ø       دماي پلاسماي ايجاد شده در اين ساختار بسيار پايين و در محدوده‌ی دماي محيط است، به طوري كه مي توان بدون كمترين نگراني انگشت خود را تحت شارش پلاسما قرار داد.

اثر پلاسما بر قارچ

در ابتدا تمام سطح پلیت کنترل پوشیده از قارچ است که شامل 107 کلونی می باشد، در حالیکه پس از 5 و 10 دقیقه شارش پلاسما، تعداد قارچ زنده مانده به ترتیب 64 و 4 کلونی است و پس از 15 دقیقه شارش، تعداد کلونی ها به صفر رسیده و هیچ قارچ فعالی در ظرف باقی نمی‌ماند.

به این ترتیب مشخص می‌شود كه پلاسماي سرد اتمسفري توليد شده از گاز اكسيژن، قادر به از بين بردن اين قارچ  در مدت زمان 15 دقيقه مي باشد.

 

در شکل‌های زیر، اثر پلاسما بر قارچ، در محیط کشت جامد، نشان داده شده است.

a

http://tabaar.com/Schools/Files/Attachments/hgto/a.jpg

b

http://tabaar.com/Schools/Files/Attachments/hgto/b.jpg 

c.

 http://tabaar.com/Schools/Files/Attachments/hgto/c.jpg

 

d.

 http://tabaar.com/Schools/Files/Attachments/hgto/d.jpg

 

 

در مقالات بعدی به چگونگی کاربرد پلاسما در پاک‌سازی و استریل وسایل و ابزار پزشکی به ویژه ست‌های جراحی خواهیم پرداخت.

ادامه دارد ....

 

ارائه دهنده: سمیه رحیم داد، دبیر فیزیک دبیرستان امام حسین علیه السلام تربت حیدریه

 

 

عالي بسيارخوب متوسط ضعيف

اين سايت تا كنون 539963 بازديدكننده داشته است
© تمامی حقوق این پایگاه
متعلق به موسسه فرهنگی آموزشی
امام حسین علیه السلام می باشد