고분자 마이크로채널을 이용한 적층형 저온 대기압 플라즈마 분사장치의 개발

Abstract

본 논문은 고분자 마이크로 채널을 이용한 적층형 저온 대기압 플라즈마 분사장치의 개발에 관한 연구이다. 개발된 플라즈마 젯 장치의 안정성과 확장성을 보장하기 위해 마이크로 머시닝 공정이 이용되었고 전극기판과 채널기판을 각각 제작하여 완성하였다. PDMS 물질을 이용하여 장치의 균일성과 연결성을 높였으며 플라즈마 방전이 유지되는 동안 저온이 유지되어 열 손상 없이 다양한 응용분야에 적용될 수 있는 것을 확인하였다. 우리는 플라즈마 젯의 효율성을 분석하기 위해 질소와 공기를 이용하여 개발된 플라즈마 젯의 다양한 특성을 알아보았다. 먼저 플라즈마가 발생될 때 UV의 세기를 측정하여 파장 영역별로 충분한 UV가 방출되는지 확인하였다. 우리는 가스의 종류에 따른 플라즈마의 구성성분을 분석하기 위해 플라즈마의 전류-전압 특성과 분광 스펙트럼을 측정하였다. 또한 플라즈마 방전의 표면 처리에 대한 효율을 입증하기 위해 표면과 플라즈마 처리수 사이의 접촉각의 변화를 측정하였다. 개발된 플라즈마 젯을 의용 생체 분야에 적용하기 위해선 플라즈마에서 활성 산소종과 활성 질소종이 효율적으로 발생되는지 확인되어야 한다. 따라서 우리는 플라즈마의 NO 생성량과 오존 생성량, 그리고 용존 오존량을 측정하여 플라즈마 젯의 효율을 검증하였다. 개발된 플라즈마 젯 장치는 적층에 유리한 조건을 가지고 있어 전체 플라즈마 모듈의 크기를 쉽게 조절할 수 있고 전극간의 거리가 가까워 비교적 저 전압에서 방전을 발생시킬 수 있으며 기존의 장치에 비해 안정적인 방전이 유지되기 때문에 의용 생체 분야에 효과적으로 이용될 수 있다.