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Título: Caracterização de plasmas frios por espectroscopia óptica de emissão
Título(s) alternativo(s): Cold plasmas characterization by emission optical spectroscopy
Autor(es): Alves, Douglas Pereira
Orientador: Pinheiro, Christiano Jorge Gomes
Data do documento: 20-Fev-2019
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Apesar de pouco conhecido fora e até mesmo dentro da comunidade acadêmica, o plasma, considerado o quarto estado da matéria, é o estado mais abundante do universo conhecido. Define-se plasma como um meio eletricamente neutro que contenha espécies neutras e espécies eletricamente carregadas que possuem um comportamento coletivo. Os plasmas podem ser tanto encontrados naturalmente, quanto produzidos em laboratório. Plasmas artificiais podem ser gerados em uma ampla gama de pressão e temperatura, e possuem as mais diversas aplicações. Em especial, o plasma frio à pressão atmosférica tem sido bastante utilizado principalmente em aplicações biomédicas, principalmente na esterilização de superfícies. Tendo em vista o potencial de aplicação de plasmas, este trabalho visou a caraterização do plasma frio à pressão atmosférica produzido por um reator de Descarga em Barreira Dielétrica (DBD). Através da Espectroscopia Óptica de Emissão (EOE), uma técnica não invasiva de caracterização de plasmas, onde, o que se mede é a radiação eletromagnética emitida pelo meio, foram obtidas as principais propriedades físicas do plasma. São elas, a densidade de elétrons, a temperatura do gás e a temperatura eletrônica de excitação. Além disso, fez-se um estudo sobre a neutralidade macroscópica de carga do plasma, comprimento de Debye, parâmetro de plasma e frequência de plasma, características essas necessárias para a definição de plasma. Tais parâmetros foram obtidos a partir de um monocromador de alta resolução para diferentes valores de potência e frequência aplicada ao dispositivo gerador de plasma obtendo-se resultados bastante satisfatórios e em acordo com a literatura.
Although little known outside and even within the academic community, plasma, considered the fourth state of matter, is the most abundant state in the known universe. Plasma is defined as an electrically neutral medium containing neutral species and electrically charged species, such as electrons, positive ions, and negative ions that exhibit collective behavior. Plasmas can be both naturally found and produced in the laboratory. Artificial plasmas can be generated in a wide range of pressure and temperature and have the most diverse applications. In particular, cold plasma at atmospheric pressure has been widely used in biomedical applications. Considering the potential of plasmas application, this work aimed at characterizing the cold plasma at atmospheric pressure produced by a Dielectric Barrier Discharge (DBD) reactor. Through optical emission spectroscopy (EOE), a noninvasive technique of characterization of plasmas, where what is measured is the electromagnetic radiation emitted by the medium, the main physical properties of the plasma were inferred. These are the electron density, the gas temperature and the electronic excitation temperature. In addition, a study was carried out on the macroscopic neutrality of plasma loading, Debye's length, plasma parameter and plasma frequency, which are necessary for the definition of plasma. These parameters were obtained from a high resolution monochromator for different values of power and frequency applied to the plasma generator device, obtaining quite satisfactory results and in agreement with the literature.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/11017
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