マイクロプラズマ

マイクロプラズマは、数十から数千マイクロメートルの範囲の小さな寸法のプラズマです。マイクロプラズマは、さまざまな温度と圧力で生成され、熱プラズマまたは非熱プラズマとして存在します。標準温度と圧力で状態を維持できる非熱マイクロプラズマは、標準条件下で簡単に維持および操作できるため、科学者が容易に入手して利用できます。そのため、商業、産業、医療用途に使用でき、マイクロプラズマの発展分野を生み出しています。

物質には、固体、液体、気体、プラズマの 4 つの状態があります。プラズマは、目に見える宇宙の 99% 以上を占めています。一般に、ガスにエネルギーが加えられると、ガス分子 (原子) の内部電子が励起され、より高いエネルギー レベルに移動します。加えられたエネルギーが十分に高い場合、最外殻の電子が分子 (原子) から剥がれ落ち、イオンを形成することもあります。電子、分子 (原子)、励起された種、イオンは、種間の多くの相互作用を伴う種のスープを形成し、外部の電場と磁場の影響下で集団的な動作を示します。光は常にプラズマを伴います。励起された種が緩和してより低いエネルギー レベルに移動すると、エネルギーが光の形で放出されます。マイクロプラズマはプラズマの下位区分であり、プラズマのサイズは数十、数百、さらには数千マイクロメートルの範囲になります。商用アプリケーションで使用されているマイクロプラズマの大部分は、コールド プラズマです。コールド プラズマでは、電子は付随するイオンや中性粒子よりもはるかに高いエネルギーを持っています。マイクロプラズマは通常、大気圧以上の高圧で生成されます。

マイクロプラズマの点火はパッシェンの法則によって決まります。パッシェンの法則は、破壊電圧（プラズマがアーク放電を開始する電圧）を電極距離と圧力の積の関数として表します。

${\displaystyle V_{b}={\frac {B(pd)}{\ln(pd)+\ln(A/\ln(1+{\frac {1}{\gamma }}))}}}$

ここで、pd は圧力と距離の積、およびはタウンゼントの第一イオン化係数を計算するための気体定数、 は材料の二次放出係数です。圧力が増加すると、同じ破壊電圧を達成するには電極間の距離を狭くする必要があります。この法則は、電極間の距離が数十マイクロメートルと短く、圧力が大気圧より高い場合に有効であることが証明されています。ただし、さらに小さなスケール（デバイ長に近い）での有効性については、現在も調査中です。 ${\displaystyle A}$${\displaystyle B}$${\displaystyle \gamma}$

マイクロプラズマデバイスは10年以上にわたって実験的に研究されてきましたが、ここ数年でマイクロプラズマのモデリングと計算による調査の結果として理解が促進されました。

マイクロプラズマが生成されるガス媒体の圧力が増加すると、同じ破壊電圧を維持するために電極間の距離を狭める必要があります。このようなマイクロホローカソード放電では、圧力と距離の積はTorr cm の数分の 1 から約 10 Torr cm の範囲です。5 Torr cm 未満の値では、放電は「前放電」と呼ばれ、低強度のグロー放電です。10 Torr cm を超えると、放電は制御不能になり、陽極からキャビティ内のランダムな場所に広がる可能性があります。^[1] David Staack によるさらなる研究では、マイクロプラズマ生成用にテストされた理想的な電極距離、電圧、およびキャリアガスのグラフが提供されました。^[2]

誘電体は電気伝導性に乏しいが、静電場と電気分極をサポートする。誘電体バリア放電マイクロプラズマは、通常、誘電体または高抵抗材料の薄い層で覆われた金属板の間に生成される。誘電体層は電流を抑制する上で重要な役割を果たしている。正の AC サイクルが適用されている間、カソード/アノード層は入ってくる正イオン/電子によって充電され、電界が減少し、電極への電荷輸送が妨げられる。また、DBD は表面積と体積の比率が大きいため、拡散損失が促進され、ガス温度が低く保たれる。負の AC サイクルが適用されると、電子はアノードから反発され、他の粒子と衝突する準備ができる。マイクロプラズマを生成するのに十分な速さで電子を動かすには 1000 Hz 以上の周波数が必要であるが、周波数が高すぎると電極が損傷する可能性がある (約 50 kHz)。誘電体バリア放電にはさまざまな形や寸法があるが、個々の放電はマイクロメートル スケールである。

誘電体を励起するために、DC の代わりに AC および高周波電力がよく使用されます。AC を例にとると、各周期には正と負のサイクルがあります。正のサイクルが発生すると、電子が誘電体の表面に蓄積されます。一方、負のサイクルは蓄積された電子を反発し、ガス内で衝突を引き起こしてプラズマを生成します。負のサイクルから正のサイクルへの切り替え中、マイクロプラズマを生成するには、前述の 1000 Hz ～ 50,000 Hz の周波数範囲が必要です。電子は質量が小さいため、突然のエネルギーの切り替えを吸収して励起することができます。ただし、より大きな粒子 (原子、分子、イオン) は高速切り替えに追従できないため、ガスの温度は低く保たれます。

トランジスタ増幅器をベースに、低電力RF（無線周波数）とマイクロ波源を使用してマイクロプラズマを生成します。ほとんどのソリューションは2.45GHzで動作します。一方、^{[説明が必要]}では、一方では点火（高電圧生成）を提供し、他方では同じ電子およびインピーダンス変成器ネットワークを使用して高効率動作（プラズマと導波管インピーダンスのマッチング）を提供する技術が開発されています。^[3]

レーザーを使用すると、固体基板を直接マイクロプラズマに変換できます。固体ターゲットには、ピコ秒からフェムト秒の周期でパルスを発する高エネルギーレーザー（通常はガスレーザー）が照射されます（モードロック）。成功した実験では、リチウム、ゲルマニウム、プラスチック、ガラスなどのさまざまな基板に適用できる Ti:Sm、KrF、YAG レーザーが使用されています。^{[4] [5]}

1857年、ドイツの科学者ヴェルナー・フォン・シーメンスは、生物学的除染のために誘電体バリア放電装置を使用してオゾン生成を考案しました。彼の観察は「マイクロプラズマ」の知識なしに説明されましたが、後に今日までマイクロプラズマの最初の使用として認識されました。エジソンやテスラなどの初期の電気技術者は、実際にそのような「マイクロ放電」の発生を防ごうとしており、最初の電気インフラストラクチャを絶縁するために誘電体を使用しました。その後の研究では、1916年に発表された記事で、パッシェン破壊曲線がマイクロプラズマ生成の主な原因であることが観察されました。

20 世紀を通じて、マイクロプラズマの生成につながるさまざまな条件と仕様がその後の記事で説明されました。シーメンスがマイクロプラズマと関わった後、ウルリッヒ・コーゲルシャッツが^{[いつ? ]}これらの「マイクロ放電」を初めて特定し、その基本特性を定義しました。コーゲルシャッツは、マイクロプラズマがエキシマー形成に使用できることも認識しました。彼の実験は、マイクロプラズマ分野の急速な発展を促しました。

2003 年 2 月、京都大学の橘邦英教授が日本の兵庫県でマイクロプラズマに関する第 1 回国際ワークショップ (IWM) を開催しました。「マイクロプラズマの新世界」と題されたこのワークショップは、マイクロプラズマ研究の新時代を切り開きました。橘教授は「マイクロプラズマ」という用語を作ったことで、創始者の 1 人として知られています。第 2 回 IWM は、2004 年 10 月にニュージャージー州ホーボーケンのスティーブンス工科大学の KH Becker、JG Eden、KH Schoenbach の各教授によって組織されました。第 3 回国際ワークショップは、2006 年 5 月にドイツのグライフスヴァルトにあるエルンスト・モイツ・アルント大学の物理学研究所と共同で低温プラズマ物理研究所によってコーディネートされました (KD Weltmann)。議論されたトピックは、マイクロプラズマの刺激的な科学的機会と新たに出現する技術的機会でした。第4回IWMは2007年10月に台湾で開催され（CC ChaoとJE Chang）、第5回は2009年3月にカリフォルニア州サンディエゴで開催され（JG EdenとS.-J. Park）、第6回は2011年4月にフランスのパリで開催されました（V. Puech）。次の（第7回）ワークショップは2013年5月頃に中国で開催されました（YK Pu）。^[6]

マイクロプラズマの用途は急速に拡大しており、短いスペースですべてを挙げることは不可能ですが、ここではいくつかの選択された用途を挙げます。

人工的に生成されたマイクロプラズマは、プラズマ ディスプレイのフラット パネル スクリーン上に見られます。この技術では、小さなセルが使用され、電荷を帯びたイオン化ガスが含まれています。このプラズマ ディスプレイ パネルには、ピクセルと呼ばれる何百万もの小さなセルがあり、これらが画像を形成するために閉じ込められています。プラズマ ディスプレイ パネルでは、X および Y グリッドの電極が MgO 誘電体層で分離され、アルゴン、ネオン、キセノンなどの不活性ガスの混合物に囲まれており、個々の画像要素が処理されます。これらのパネルは、低圧ガスに高電圧を通すと光が発生するという原理で動作します。基本的に、PDP は、洗練された方法で制御される小さな蛍光管のマトリックスと見なすことができます。各ピクセルは、3 つの電極 (各原色に 1 つずつ) を備えた小さなコンデンサで構成されています (一部の新しいディスプレイには、黄色用の電極が含まれています)。電極間の放電により、セルに封入された希ガスがイオン化してプラズマに変換されます。電気的に中性であるため、同量の電子とイオンが含まれており、定義上、良導体です。プラズマセルは通電されると紫外線（UV）を放出し、それが各ピクセルの表面にある赤、緑、青の蛍光体に当たって励起され、蛍光体が光ります。

ゲイリー・イーデンとソンジン・パークのチームは、一般照明（および紫外線源）へのマイクロプラズマの使用を開拓しています。彼らの装置は、透明な窓を通して光を発する多数のマイクロプラズマ発生器を大規模アレイで使用します。円筒形の空洞と真空状態で電極を遠く離して配置する必要がある蛍光灯とは異なり、マイクロプラズマ光源はさまざまな形状や構成に配置でき、熱を生成できます。これは、エキシマー形成とそれに伴う放射分解が蛍光体コーティングに衝突して光を生成する、より一般的に使用されている蛍光灯とは対照的です。^[7] エキシマー光源も製造および研究されています。マイクロプラズマの安定した非平衡状態は、エキシマー形成につながる三体衝突に有利に働きます。励起原子の衝突によって生成される不安定な分子であるエキシマーは、急速な解離のため寿命が非常に短いです。エキシマーは分解すると、電子がより低いエネルギー レベルに落ちるときに、さまざまな種類の放射線を放出します。ヒュンダイ ディスプレイ先端技術 R&D 研究センターとイリノイ大学が追求してきた 1 つのアプリケーションは、フラット パネル ディスプレイでエキシマー光源を使用することです。このテクノロジは、さまざまなアプリケーション向けの UV および真空 UV 波長のコンパクトでフラットな光源のテクノロジへとさらに進化しました。

マイクロプラズマは揮発性有機化合物の破壊に使用されます。たとえば、キャピラリープラズマ電極 (CPE) 放電は、密閉環境向けに設計された先進生命維持システムで使用するために、周囲の空気中のベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、エチレン、ヘプタン、オクタン、アンモニアなどの揮発性有機化合物を効果的に破壊するために使用されました。破壊効率は、プラズマエネルギー密度、初期の汚染物質濃度、プラズマ容積内の滞留時間、リアクター容積、およびガス流ストリーム内の汚染物質の数の関数として決定されました。環状リアクターでは、比エネルギーが 3 J cm−3 以上であれば、VOC を完全に破壊できます。さらに、クロスフローリアクターで同等の破壊効率を達成するには、10 J cm−3 に近い比エネルギーが必要です。これは、リアクター形状の最適化が最大の破壊効率を達成するための重要な側面であることを示しています。Koutsospyrosら(2004、2005) および Yinら(2003) は、CPE プラズマリアクターを使用した VOC 破壊に関する研究結果を報告しました。研究したすべての化合物は、95% から 100% の間で最大 VOC 破壊効率に達しました。VOC 破壊効率は、最初は特定のエネルギーとともに増加しましたが、化合物に依存する特定のエネルギーの値のままでした。VOC 破壊効率の滞留時間への依存性についても同様の観察結果が得られました。破壊効率は、初期の汚染物質濃度の上昇とともに増加しました。化学的に類似した化合物の場合、最大破壊効率は、化合物のイオン化エネルギーに反比例し、化学置換の程度に直接関連することがわかりました。これは、化学置換部位がプラズマ誘起化学活性が最も高いことを示唆している可能性があります。

マイクロプラズマ装置は小型で、必要な電力もそれほど大きくないため、さまざまな環境検知用途に利用でき、微量の有害物質を検出できます。マイクロプラズマは検出器として十分に感度が高く、過剰な量の複雑な分子を区別できます。Caviton Inc. の CM Herring 氏と彼の同僚は、マイクロプラズマ装置を市販のガスクロマトグラフィーカラム (GC) と組み合わせることで、このシステムをシミュレートしました。マイクロプラズマ装置は、特定の原子および分子の解離フラグメントの相対的な蛍光強度を記録する GC カラムの出口に配置されています。この装置は、毒性のある環境的に有害な分子の微量濃度を検出する機能を備えています。また、広範囲の波長とクロマトグラムの時間的特徴を検出できるため、対象の物質を識別できます。それほど複雑でない物質の検出には、マイクロプラズマで生成される蛍光を直接観察するだけで十分なため、GC カラムによる時間的選別は必要ありません。

マイクロプラズマは、大気中の酸素からオゾンを生成するために使用されています。オゾン (O ₃ ) は、有機および無機物質を分解できる優れた消毒剤および水処理剤として実証されています。オゾンは飲用には適しておらず、室温 (約 20 ℃) の空気中で約 3 日で半減期を迎える二原子酸素に戻ります^。しかし、水中では、オゾンの半減期は同じ 20 ( ℃) の温度でわずか 20 分です^。Degremont Technologies (スイス) は、水処理用のオゾンを商業的および工業的に製造するためのマイクロプラズマ アレイを製造しています。Degremont がインテリジェント ギャップ システム (IGS) と呼ぶ一連の誘電体バリアに分子状酸素を通過させることにより、システムのさらに下にある電極に使用されるギャップ サイズとコーティングを変更して、オゾンの濃度が高まります。その後、オゾンは水に直接泡立てられ、飲用に適したものになります。多くの浄水システムで水処理に現在も使用されている塩素とは異なり、オゾンは水中に長時間留まることはありません。オゾンは常温の水中で半減期 20 分で分解するため、害を及ぼすような永続的な影響はありません。

マイクロプラズマは、化学反応を活性化するのに望ましいイオンやラジカルのエネルギー源として機能します。マイクロプラズマは、分子ガスがマイクロプラズマを流れて分子分解による化学修飾を誘発できるようにするフローリアクターとして使用されます。マイクロプラズマの高エネルギー電子は、液体炭化水素燃料の化学修飾と改質に対応し、燃料電池用の燃料を生成します。Becker と彼の同僚は、単一のフロースルー直流励起マイクロプラズマリアクターを使用して、小型のポータブル燃料電池で使用するために、アンモニアとアルゴンの大気圧混合物から水素を生成しました。 ^[8] Lindner と Besser は、メタン、メタノール、ブタンなどのモデル炭化水素を燃料電池の供給用に水素に改質する実験を行いました。彼らの新しいマイクロプラズマリアクターは、マイクロ流体チャネルを備えたマイクロホローカソード放電でした。これらの実験での質量とエネルギーのバランスは、最大で約 50% の変換を示しましたが、電力入力から化学反応エンタルピーへの変換はわずか 1% 程度でした。^{[9] [10]} 改質反応をモデル化することで、化学変換に投入される電力量は、装置とシステムパラメータを改善することで増加できることが判明した。^[11]

マイクロプラズマの使用は、複雑な高分子の合成や、他の基板の表面への官能基の付加に研究されている。Klages らによる論文では、窒素含有ガスを使用したパルス DC 放電装置で処理した後、ポリマーの表面にアミノ基を付加する方法について説明している。アンモニアガスのマイクロプラズマは、ニトロセルロース膜の 1 平方ナノメートルあたり平均 2.4 個のアミノ基を付加し、基板の層が結合できる強度を高めることがわかった。アミノ基は極めて電子が豊富でエネルギーが高いため、この処理によりバイオメディカル用の反応性表面も得られる。^{[12] [13]} Mohan Sankaran は、パルス DC 放電を使用したナノ粒子の合成に関する研究を行った。彼の研究チームは、金または銀の陽極が浸された電解液にマイクロプラズマ ジェットを適用すると、関連するカチオンが生成されることを発見した。これらの陽イオンはマイクロプラズマジェットによって供給される電子を捕獲し、ナノ粒子の形成につながります。研究によると、溶液中には酸伝導性溶液から形成される塩よりも多くの金と銀のナノ粒子が見られることがわかりました。^[14]

研究におけるマイクロプラズマの使用が検討されています。プラズマ皮膚再生 (PSR) デバイスは、超高周波発生器で構成されており、これが同調共振器を励起し、ハンドピース内の不活性窒素ガスの流れにエネルギーを与えます。生成されたプラズマは、可視範囲 (主に藍と紫) と近赤外線範囲にピークを持つ光放出スペクトルを持ちます。窒素がガス源として使用されるのは、窒素が皮膚の表面から酸素を一掃し、予期しないホットスポット、焦げ、瘢痕形成のリスクを最小限に抑えることができるためです。プラズマが皮膚に当たると、エネルギーが急速に皮膚表面に伝達され、組織や表皮の除去に爆発的な影響を与えることなく、均一に制御された方法で瞬時に加熱されます。処理前のサンプルでは、​​コラーゲンのゾーンにエラスチンが密集していますが、処理後のサンプルでは、​​このゾーンには密度の低いエラスチンと、大きく絡み合った新しいコラーゲンが含まれています。低エネルギー PSR 治療の繰り返しは、光老化に伴う色素沈着異常、滑らかさ、皮膚のたるみを改善する効果的な方法です。治療後のサンプルの組織学的分析により、新しいコラーゲンの生成と真皮構造の再構築が確認されています。変化は紅斑と表皮の剥離で構成されますが、完全には除去されず、通常は 4 ～ 5 日で完了します。Bogle , Melissa; et al. (2007)。「低エネルギーによる顔全体の若返りにおけるプラズマ皮膚再生技術の評価」。Arch  Dermatol。143 ( 2 ) : 168–174。doi : 10.1001/archderm.143.2.168。PMID 17309997。

導電性相互接続薄膜堆積のためのマイクロプラズマスパッタリングに関する活発な研究は、高価な半導体産業の生産基準に代わる潜在的な積層造形法を提示している。^[15]連続的に供給される陰極線で動作する新しいマイクロスパッタリング装置は、ワイヤ端末、​​2 つの正にバイアスされた電極、および 2 つの対向する負に帯電したフォーカス電極で構成されるプリントヘッドリアクターを使用して、サブミリメートルのターゲットと基板の分離空間内にマイクロプラズマ環境を生成する。従来のスパッタリングと同様に、励起されたプラズマが露出したターゲット表面に衝突し、個々の原子を放出し、それが基板表面に入射して導電性薄膜を形成する。従来の用途とは対照的に、マイクロプラズマスパッタリングには、基板の位置を制御することで、その後のフォトリソグラフィーマスキングやエッチングを必要とせずに正確なパターンを生成できるため、後処理の必要性がほとんどないかまったくないこと、およびマイクロスパッタリング装置が平面堆積に制限されないため基板の形状が多様であることなど、多くの利点がある。さらに、この方法によって可能になる大気条件は、現代のスパッタリング操作を実行するための高価で複雑な真空システムの必要性によって生じる大きなコスト障壁を排除します。現在まで、この技術は業界標準のマイクロエレクトロニクスの解像度を達成できていませんが、^[15]ピークパス幅の結果は約9μmですが、プロセスガスフローの改善と後処理の強化の可能性が指摘されており、ギャップを埋めるのに役立ちます。この方法は比較的低コストで多用途であるため、現代の業界標準と同等の生産品質を達成することで、大量カスタマイズ可能なエレクトロニクスに革命を起こす可能性があります。

科学者たちは、マイクロプラズマが虫歯や歯周病の原因となる細菌を不活性化できることを発見した。^[16]低温のマイクロプラズマビームを、象牙質と呼ばれる歯のエナメル質コーティングの下の石灰化した組織構造に向けることで、歯の細菌の量を大幅に減らし、感染を減らします。マイクロプラズマのこの側面により、歯科医は機械的な手段を使用する代わりに、マイクロプラズマ技術を使用して歯の空洞内の細菌を破壊することができます。開発者は、マイクロプラズマデバイスにより、歯科医は患者にほとんど痛みを与えることなく口腔感染症を効果的に治療できると主張しています。最近の研究では、マイクロプラズマが口腔バイオフィルムを制御する非常に効果的な方法になり得ることが示されています。バイオフィルム（スライムとも呼ばれる）は、高度に組織化された3次元の細菌群集です。歯垢は口腔バイオフィルムの一般的な例です。歯垢は、虫歯と歯肉炎や歯周炎などの歯周病の両方の主な原因です。南カリフォルニア大学では、USCバイオフィルムセンター所長のパリッシュ・セドギザデ氏とミン・シェイ電気工学・電気物理学科助教授のチュンキ・ジャン氏が、ビタビ工学部の研究者らと共同で、こうした細菌感染と戦う新たな方法を模索している。セドギザデ氏は、バイオフィルムのぬるぬるしたマトリックスが従来の抗生物質に対する追加の防御として機能すると説明した。しかし、センターの研究では、抜歯した人間の歯の根管で培養されたバイオフィルムは、マイクロプラズマを応用することで簡単に破壊できることが確認されている。各実験中に得られたプラズマ発光顕微鏡検査は、マイクロプラズマによって生成された原子状酸素が細菌の不活性化に関与していることを示唆している。セドギザデ氏はさらに、酸素フリーラジカルがバイオフィルムの細胞膜を破壊し、分解を引き起こす可能性があると示唆した。 USC で進行中の研究によると、セドギザデとジャンは、マイクロプラズマが周囲の健康な組織に無害であることを発見し、マイクロプラズマ技術がまもなく医療業界で画期的なツールになると確信しています。JK リーとこの分野の他の科学者は、マイクロプラズマが歯の漂白にも使用できることを発見しました。この反応性種は、生理食塩水または過酸化水素を含むホワイトニングジェルとともに効果的に歯を漂白できます。リーと彼の同僚はこの方法を試し、マイクロプラズマと過酸化水素が血で汚れた人間の歯にどのような影響を与えるかを調べました。これらの科学者は、抜歯した単根の血で汚れた人間の歯 40 本を 2 つの 20 個ずつのグループにランダムに分けました。グループ 1 には、マイクロプラズマによって活性化された 30% 過酸化水素を 30 分間歯髄室で受けさせ、グループ 2 には 30% 過酸化水素のみを歯髄室で 30 分間受けさせ、温度は両グループとも 37 度に維持しました。テストを実施した後、研究チームは、30% 過酸化水素によるマイクロプラズマ処理がグループ 1 の歯の白さに顕著な効果を及ぼしたことを発見しました。Lee 氏と共同研究者は、歯の表面のタンパク質を除去し、水酸化物の生成を増加させる能力があるため、マイクロプラズマを過酸化水素と併用すると、汚れた歯の漂白に効果的な方法であると結論付けました。

室温近くで維持されるマイクロプラズマは、手術器具や医療機器の表面に付着した細菌、ウイルス、真菌を破壊することができます。研究者らは、細菌はマイクロプラズマによって作り出される過酷な環境では生存できないことを発見しました。マイクロプラズマは、酸化によって有害な細菌を殺すことができるヒドロキシル (OH) や原子状酸素 (O) などの化学反応性種で構成されています。細胞膜を構成する脂質とタンパク質の酸化により、膜が破壊され、細菌が不活性化されます。マイクロプラズマは皮膚を傷つけることなく皮膚に接触できるため、傷口の消毒に最適です。「医療用プラズマは「ゴルディロックス」範囲にあると言われています。つまり、生成して効果的な治療を行うには十分に高温でありながら、組織を傷つけないほど低温であるということです」(Larousi、Kong 1)。研究者らは、マイクロプラズマを生体組織に直接適用して病原体を不活性化できることを発見しました。科学者たちはまた、マイクロプラズマが健康な組織を傷つけずに出血を止め、傷口を消毒し、傷口の治癒を早め、一部の種類の癌細胞を選択的に殺すことを発見しました。中程度の量であれば、マイクロプラズマは病原体を破壊できます。低量であれば、細胞の複製を早めることができます。これは傷口の治癒過程における重要なステップです。細菌細胞を殺し、健康な組織細胞の複製を早めるマイクロプラズマの能力は「プラズマ殺菌/プラズマ治癒」プロセスとして知られており、科学者たちはこのプロセスから、傷口の治療にマイクロプラズマを使用するさらなる実験を進めました。予備試験では、一部の種類の慢性傷の治療に効果があることも実証されています。

マイクロプラズマは細菌を不活性化するため、がん細胞を破壊する能力があると考えられます。Jean Michel Pouvesle 氏はフランスのオルレアン大学の炎症メディエーター研究グループ (GREMI) で、マイクロプラズマががん細胞に与える影響について実験しています。Pouvesle 氏は他の科学者とともに、がん治療用の誘電体バリア放電とプラズマ銃を開発しました。この装置では、マイクロプラズマを in vitro と in vivo の両方の実験に使用します。このアプリケーションにより、ROS (活性酸素種)、DNA 損傷、細胞周期の変更、アポトーシス誘導の役割が明らかになります。研究によると、マイクロプラズマ治療はがん細胞にプログラム死 (アポトーシス) を誘導し、がん細胞の急速な増殖を阻止し、人間の生体組織にほとんど損傷を与えないことがわかっています。GREMI はがん学においてマイクロプラズマを使った多くの実験を行っており、最初の実験では、マウスの皮膚表面の下で増殖している腫瘍にマイクロプラズマを使用しました。この実験中、科学者は皮膚表面に変化や火傷を発見しなかった。5日間のマイクロプラズマ治療後、マイクロプラズマを塗布しなかった対照群と比較して、 U87神経膠腫がん（脳腫瘍）の成長が大幅に減少したという結果が出た。GREMIは、マイクロプラズマを塗布したU87神経膠腫がん（脳腫瘍）とHCT116（結腸腫瘍）細胞株に関するさらなるin vitro研究を行った。このマイクロプラズマ治療は、数十秒間塗布した後、がん細胞を破壊する効率的な方法であることが証明された。腫瘍学におけるマイクロプラズマ治療の効果については、さらなる研究が行われており、このマイクロプラズマの応用は医療分野に大きな影響を与えるだろう。^[17]

• Becker, KH; KH Schoenbach; JG Eden (2006 年 1 月 20 日). 「マイクロプラズマとその応用」. Journal of Physics D: Applied Physics . 39 (3): R55–R70. Bibcode :2006JPhD...39R..55B. doi :10.1088/0022-3727/39/3/R01. S2CID  120979396.
• Karanassios, Vassili (2004 年 7 月)。「化学分析のためのマイクロプラズマ: 分析ツールか研究用玩具か?」Spectrochimica Acta Part B. 59 ( 7): 909–928. Bibcode :2004AcSpe..59..909K. doi :10.1016/j.sab.2004.04.005.
• 橘 邦秀 (2010). 「人工媒体におけるマイクロプラズマ生成とその潜在的応用」. Pure Appl. Chem . 82 (6): 1189–1199. doi : 10.1351/PAC-CON-09-10-09 . S2CID  53128365.
• ベッカー、カート H. (1998)。電子分子衝突の新しい側面。ワールドサイエンティフィック出版会社。p. 550。ISBN 978-981-02-3469-0。

• マイクロプラズマ科学技術センター（CMST）
• フェルディナント・ブラウン研究所（FBH）の大気マイクロ波マイクロプラズマ源
• 光物理工学研究所 (LOPE)
• 炎症メディエーター研究グループ
• 血漿医学に関するパワーポイント
• 血漿医学に関するもう一つのパワーポイント
• オールドドミニオン大学レーザー・プラズマ工学研究所
• AJドレクセルプラズマ研究所