Chemické procesy vyvolané výbojovým plazmatem ve vodných roztocích a jejich využití pro nové aplikace
ID projektu:LD14080
Poskytovatel:Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Období:01.04.2014 - 31.12.2016
Hlavní řešitel:Ing. Petr Lukeš, Ph.D.
SpoluřešiteléE. Doležalová, P. Hoffer, M. Člupek, B. Pongrác

Cíle projektu: Předmětem projektu je výzkum chemických procesů vyvolaných výbojovým plazmatem v kontaktu s vodním prostředím zaměřený na tři dílčí cíle: 1) charakterizace plazmochemických procesů generovaných elektrickými výboji na rozhranní plyn/voda, 2) biologické účinky reaktivních částic produkovaných výbojovým plazmatem na rozhranní plyn/voda, 3) charakterizace plazmochemických reakcí iniciovaných elektrickými výboji ve vodných směsích organických kapalin. V závislosti na chemickém složení atmosféry a kapalné fáze bude zkoumán mechanismus tvorby, kinetika a chemie reaktivních částic produkovaných výbojovým plazmatem na rozhranní plyn/kapalina a v plazmatem upravené kapalině. Pozornost bude především věnována produkci reaktivních částic na bázi kyslíku (zejména H2O2, O3, OH•) a dusíku (zejména NO2-, NO3-, NO•, NO2•, NO+, ONOOH). Dále budou studovány mechanismy poškození bakteriální buňky způsobené výbojovým plazmatem účinkem reaktivních chemických částic na bázi kyslíku a dusíku a možné využití plazmochemických procesů v organických kapalinách pro specifické chemické syntézy.

Související výsledky:

Tarabová B., Lukeš P., Janda M., Hensel K., Šikurová L., Machala Z.: Specificity of detection methods of nitrites and ozone in aqueous solutions activated by air plasma. Plasma Processes and Polymers 15 [6] (2018) č. článku 1800030. [ Link ]

Kolb J.F., Banaschik R., Kredl J., Schulz T., Zocher K., Lukeš P., Zhuang J., Weltmann K.-D.: Degradation of pollutants in water by corona discharges and pulsed electric fields instigated with sub-microsecond high voltage pulses. Program and Book of Abstracts of 2nd World Congress on Electroporation and Pulsed Electric Fields in Biology, Medicine, and Food & Environmental Technologies. Norfolk: Hindawi, 2017 - (Mahnic-Kalmiza, S.; Heller, R.), s. 82-83. ISBN 978-1-5136-2669-7.
[World Congress on Electroporation and Pulsed Electric Fields in Biology, Medicine, and Food & Environmental Technologies/2./. Norfolk (US), 24.09.2017-28.09.2017]

Banaschik R., Lukeš P., Miron C., Banaschik R., Pipa A.V., Fricke K., Bednarski P., Kolb J.F.: Fenton chemistry promoted by sub-microsecond pulsed corona plasmas for organic micropollutant degradation in water. Electrochimica acta 245 [August] (2017) 539-548. [ Link ]

Doležalová E., Prukner V., Lukeš P., Šimek M.: Stress response of Escherichia coli induced by surface streamer discharge in humid air. Journal of Physics D-Applied Physics 49 [7] (2016) 075401. [ Link ]

Doležalová E., Prukner V., Lukeš P., Šimek M.: Stress response of Escherichia coli induced by surface streamer discharge in humid air. Journal of Physics D-Applied Physics 49 [7] (2016) č. článku 075401. [ Link ]

Hefny M.M., Pattyn C., Lukeš P., Benedikt J.: Atmospheric plasma generates oxygen atoms as oxidizing species in aqueous solutions. Journal of Physics D-Applied Physics 49 [40] (2016) 404002. [ Link ]

Tarabová B., Machala Z., Doležalová E., Lukeš P.: Formation of RONS in cold air plasma activazed water and their effects on cell membranes of Escherichia coli. Book of Contributed Papers of 15th International Symposium on High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry (HAKONE XV). Brno: Masaryk University, 2016 - (Černák, M.; Hoder, T.), s. 457-459. ISBN 978-80-210-8317-2.
[International Symposium on High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry (HAKONE XV) /15./. Brno (CZ), 11.09.2016-16.09.2016]

Doležalová E., Lukeš P.: Membrane damage and active but nonculturable state in liquid cultures of Escherichia coli treated with an atmospheric pressure plasma jet. Bioelectrochemistry 103 [June] (2015) 7-14. [ Link ]

Faltus M., Babický V., Botula J., Hong Vu N., Člupek M.: ELECTROHYDRAULIC LEACHING OF ALKALI METALS FROM ZINNWALDITE MICA. SAPP XX: 20th Symposium on Application of Plasma Processes COST TD1208 Workshop on Application of Gaseous Plasma with Liquids Book of Contributed Papers. Bratislava : Department of Experimental Physics, Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University in Bratislava (Slovakia); Society for Plasma Research and Applications in cooperation with Library and Publishing Centre CU, Bratislava, Slovakia, 2015 - (Papp, P.; Országh, J.; Moravský, L.; Ribar, A.; Matejčík, Š.), s. 234-239 ISBN 978-80-8147-027-1. [ Link ]
[Symposium on Application of Plasma Processes COST TD1208 Workshop on Application of Gaseous Plasma with Liquids: SAPP XX /20./. Tatranská Lomnica (SK), 17.01.2015-22.01.2015]

Laurita R., Gherardi M., Colombo V., Lukeš P.: Chemical analysis of reactive species and phenol degradation induced in static water by a DBD reactor driven by nanosecond pulses. ISPC 22 - 22nd International Symposium on Plasma Chemistry. Antwerp : International Plasma Chemistry Society, 2015, O-14-3-O-14-3. ISBN N. [ Link ]
[ISPC 22 - 22nd International Symposium on Plasma Chemistry/22./. Antwerp (BE), 05.07.2015-10.07.2015]

Lukeš P., Doležalová E., Člupek M., Jablonowski H., von Woedtke Th., Reuter S.: Kinetics of peroxynitrite formation and its decomposition in air plasma treated liquids. ISPC 22 - 22nd International Symposium on Plasma Chemistry. Antwerp : International Plasma Chemistry Society, 2015, IN-14-IN-14. ISBN N. [ Link ]
[ISPC 22 - 22nd International Symposium on Plasma Chemistry/22./. Antwerp (BE), 05.07.2015-10.07.2015]

Banaschik R., Lukeš P., Jablonowski H., Hammer M. U., Weltmann K.-D., Kolb J.F.: Potential of pulsed corona discharges generated in water for the degradation of persistent pharmaceutical residues. Water Research 84 [November] (2015) 127-135. [ Link ]

Doležalová E., Prukner V., Lukeš P., Šimek M.: Active but nonculturable state of Escherichia coli induced by plasma generated in gas and liquid phase. SAPP XX: 20th Symposium on Application of Plasma Processes COST TD1208 Workshop on Application of Gaseous Plasma with Liquids Book of Contributed Papers. Bratislava : Department of Experimental Physics, Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University in Bratislava (Slovakia); Society for Plasma Research and Applications in cooperation with Library and Publishing Centre CU, Bratislava, Slovakia, 2015 - (Papp, P.; Országh, J.; Moravský, L.; Ribar, A.; Matejčík, Š.), s. 17-21 ISBN 978-80-8147-027-1. [ Link ]
[Symposium on Application of Plasma Processes COST TD1208 Workshop on Application of Gaseous Plasma with Liquids: SAPP XX /20./. Tatranská Lomnica (SK), 17.01.2015-22.01.2015]

Laurita R., Barbieri D., Gherardi M., Colombo V., Lukeš P.: Chemical analysis of reactive species and antimicrobial activity of/nwater treated by nanosecond pulsed DBD air plasma. Clinical Plasma Medicine 3 [2] (2015) 53-61. [ Link ]

Kolb J.F., Banaschik R., Miron C., Koch F., Lukeš P., Weltmann K.-D.: Degradation of pharmaceutical residues in water with pulsed corona discharges generated directly in water by sub-microsecond high voltage pulses. 14th International Symposium on High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry-Book of contributions:HAKONE XIV. Greifswald : INP Greifswald and IfP Greiswald, 2014 - (Brandenburg, R.; Stollenwerk, L.), O-06-31-O-06-31 ISBN N. [ Link ]
[International Symposium on High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry/14./. Zinnowitz (DE), 21.09.2014-26.09.2014]

Lukeš P., Doležalová E., Člupek M., Tresp H., Reuter S., von Woedtke T.: Kinetic analysis of peroxynitrite formation in liquids treated by air plasma. 14th International Symposium on High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry-Book of contributions:HAKONE XIV. Greifswald : INP Greifswald and IfP Greiswald, 2014 - (Brandenburg, R.; Stollenwerk, L.), O-02-17-O-02-17 ISBN N. [ Link ]
[International Symposium on High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry/14./. Zinnowitz (DE), 21.09.2014-26.09.2014]

Lukeš P.: Plasma induced liquid phase chemistry and diagnostic challenges. Workshop on Gas/Plasma-Liquid Interface: Transport, Chemistry and Fundamental Data. Leiden : Lorentz Center, 2014 - (Bruggeman, P.; Kushner, M.; Locke, B.) ISBN N. [ Link ]
[Workshop on Gas/Plasma-Liquid Interface: Transport, Chemistry and Fundamental Data. Leiden (NL), 04.08.2014-08.08.2014]