zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1557Research ArticleМОЛЕКУЛЯРНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯMOLECULAR SPECTROSCOPYДиагностика бактерицидных компонентов воздушных плазменных струй методами абсорбционной ИК- и УФ-спектроскопииBactericidal Components Diagnostics of Air Plasma Jets by IR and UV Absorption SpectroscopyКазакА. В.KazakA. V.

Минск

Minsk

КирилловА. А.KirillovA. A.

Минск

Minsk

a.kirillov@ifanbel.bas-net.byСимончикЛ. В.SimonchikL. V.

Минск

Minsk

КураицаМ. М.KuraicaM. M.

Белград

Belgrade

ОбрадовичБ. М.ObradovicB. M.

Белград

Belgrade

obrat@ff.bg.ac.rsСретеновичГ. Б.SretenovicG. B.

Белград

Belgrade

Институт физики НАН БеларусиB. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of BelarusБелградский университетUniversity of Belgrade202423052024913352360Copyright © Казак А.В., Кириллов А.А., Симончик Л.В., Кураица М.М., Обрадович Б.М., Сретенович Г.Б., 20242024Казак А.В., Кириллов А.А., Симончик Л.В., Кураица М.М., Обрадович Б.М., Сретенович Г.Б.Kazak A.V., Kirillov A.A., Simonchik L.V., Kuraica M.M., Obradovic B.M., Sretenovic G.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1557

Бактерицидные компоненты воздушных плазменных струй, генерируемых тлеющим разрядом постоянного тока и диэлектрическим барьерным разрядом исследованы методами ИК- и УФ-абсорбционной спектроскопии. Мольные доли бактерицидных компонентов с полосовой структурой спектра поглощения определены путем подбора в расчетном спектре величины мольной доли, обеспечивающей соответствие с экспериментальным спектром. При вычислении спектров использованы спектральная база данных Hitran и программа Specair 3.0. Определена погрешность мольных долей, обусловленная нарушением закона Бугера—Ламберта—Бера при использовании коэффициентов поглощения, свернутых с аппаратной функцией. Мольные доли бактерицидных компонентов, имеющих непрерывный спектр поглощения, вычислены с использованием закона Бугера—Ламберта—Бера стандартным способом. Показано, что методы ИК- и УФ-абсорбционной спектроскопии позволяют определить мольные доли для полного набора бактерицидных компонентов в воздушных плазменных струях тлеющего и барьерного разрядов.

The bactericidal components of air plasma jets generated by a direct current glow discharge and a dielectric barrier discharge were studied using IR and UV absorption spectroscopy. The mole fractions of bactericidal components with a band structure of the absorption spectrum were determined by selecting a mole fraction value in the calculated spectrum that ensured compliance with the experimental spectrum. The spectra were calculated using the Hitran spectral database and the Specair 3.0 program. The error in mole fractions due to the violation of the Bouguer–Lambert–Beer law when using absorption coefficients convolved with the instrumental function was determined. The mole fractions of bactericidal components with a continuous absorption spectrum were calculated using the Bouguer–Lambert–Beer law in a standard way. It was shown that the methods of IR and UV absorption spectroscopy make it possible to determine the mole fractions for the full set of bactericidal components in air plasma jets of glow and barrier discharges.

абсорбционная УФ- и ИК-спектроскопиятлеющий разряддиэлектрический барьерный разрядплазменная струябактерицидные компонентыплазменная медицинаabsorption UV and IR spectroscopyglow dischargedielectric barrier dischargeplasma jetbactericidal componentsplasma medicineРабота выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (грант № Ф22СРБГ-006).ReferencesM. Laroussi, M. G. Kong, G. Morfill, W. Stolz. Plasma Medicine: Applications of Low-Temperature Gas Plasmas in Medicine and Biology, Cambridge University Press, Cambridge (2012)M. Laroussi, M. G. Kong, G. Morfill, W. Stolz. Plasma Medicine: Applications of Low-Temperature Gas Plasmas in Medicine and Biology, Cambridge University Press, Cambridge (2012)A. Bogaerts, N. Khosravian, J. Van der Paal, C. C. Verlackt, M. Yusupov, B. Kamaraj, E. C. Neyts. J. Phys. D: Appl. Phys., 49 (2016) 054002A. Bogaerts, N. Khosravian, J. Van der Paal, C. C. Verlackt, M. Yusupov, B. Kamaraj, E. C. Neyts. J. Phys. D: Appl. Phys., 49 (2016) 054002S. Das, V. P. Gajula, S. Mohapatra, G. Singh, S. Kar. Health Sci. Rev., 4 (2022) 100037S. Das, V. P. Gajula, S. Mohapatra, G. Singh, S. Kar. Health Sci. Rev., 4 (2022) 100037J. Winter, R. Brandenburg, K. D. Weltmann. Plasma Sources Sci. Technol., 24 (2015) 064001J. Winter, R. Brandenburg, K. D. Weltmann. Plasma Sources Sci. Technol., 24 (2015) 064001M. Laroussi. Plasma, 3 (2020) 54—58M. Laroussi. Plasma, 3 (2020) 54—58A. Fridman, G. Friedman. Plasma Medicine, John Wiley & Sons, New York (2013)A. Fridman, G. Friedman. Plasma Medicine, John Wiley & Sons, New York (2013)J. Winter, R. Brandenburg, K.-D. Weltmann. Plasma Sour. Sci. Technol., 24 (2015) 064001J. Winter, R. Brandenburg, K.-D. Weltmann. Plasma Sour. Sci. Technol., 24 (2015) 064001M. G. Kong, G. Kroesen, G. Morfill, T. Nosenko, T. Shimizu, J. van Dijk, J. L. Zimmermann. New J. Phys., 11 (2009) 115012M. G. Kong, G. Kroesen, G. Morfill, T. Nosenko, T. Shimizu, J. van Dijk, J. L. Zimmermann. New J. Phys., 11 (2009) 115012X. Lu, G. V. Naidis, M. Laroussi, S. Reuter, D. B. Graves, K. Ostrikov. Phys. Rep., 630 (2016) 1—84X. Lu, G. V. Naidis, M. Laroussi, S. Reuter, D. B. Graves, K. Ostrikov. Phys. Rep., 630 (2016) 1—84G. Daeschlein, T. von Woedtke, E. Kindel, R. Brandenburg, K. D. Weltmann, M. Junger. Plasma Process. Polym., 7 (2010) 224—230G. Daeschlein, T. von Woedtke, E. Kindel, R. Brandenburg, K. D. Weltmann, M. Junger. Plasma Process. Polym., 7 (2010) 224—230H. Cheng, J. Xu, X. Li, D. Liu, X. Lu. Phys. Plasmas, 27 (2020) 063514H. Cheng, J. Xu, X. Li, D. Liu, X. Lu. Phys. Plasmas, 27 (2020) 063514R. Ono. J. Phys. D: Appl. Phys., 49 (2016) 083001R. Ono. J. Phys. D: Appl. Phys., 49 (2016) 083001S. Reuter, J. S. Sousa, G. D. Stancu, J. H. van Helden. Plasma Sources Sci. Technol., 24 (2015) 054001S. Reuter, J. S. Sousa, G. D. Stancu, J. H. van Helden. Plasma Sources Sci. Technol., 24 (2015) 054001A. A. Кириллов, A. В. Павлова, Е. A. Сафронов, Л. В. Симончик, Н. В. Дудчик. Прикл. физика, № 5 (2013) 52—55 [A. A. Kirillov, A. V. Paulava, Y. A. Safronau, L. V. Simonchik. N. V. Dudchik. Appl. Phys., N 5 (2013) 52—55]A. A. Кириллов, A. В. Павлова, Е. A. Сафронов, Л. В. Симончик, Н. В. Дудчик. Прикл. физика, № 5 (2013) 52—55 [A. A. Kirillov, A. V. Paulava, Y. A. Safronau, L. V. Simonchik. N. V. Dudchik. Appl. Phys., N 5 (2013) 52—55]A. V. Kazak, A. A. Kirillov, L. V. Simonchik, O. E. Nezhvinskaya, N. V. Dudchik. Plasma Med., 7, N 2 (2017) 109—115A. V. Kazak, A. A. Kirillov, L. V. Simonchik, O. E. Nezhvinskaya, N. V. Dudchik. Plasma Med., 7, N 2 (2017) 109—115V. I. Arkhipenko, A. A. Kirillov, Y. A. Safronau, L. V.Simonchik. Eur. Phys. J. D, 60, N 3 (2010) 455—463V. I. Arkhipenko, A. A. Kirillov, Y. A. Safronau, L. V.Simonchik. Eur. Phys. J. D, 60, N 3 (2010) 455—463V. I. Arkhipenko, A. A. Kirillov, Y. A. Safronau, L. V. Simonchik, S. M. Zgirouski. Eur. Phys. J. D, 66, N 10 (2010) 252V. I. Arkhipenko, A. A. Kirillov, Y. A. Safronau, L. V. Simonchik, S. M. Zgirouski. Eur. Phys. J. D, 66, N 10 (2010) 252A. В. Казак, А. А. Кириллов, Л. В. Симончик, Е. Н. Вабищевич, М. М. Кураица, Б. М. Обрадович, Г. Б. Сретенович, А. И. Жабровская, О. А. Емельянова, Н. В. Дудчик. Журн. прикл. спектр., 88, № 2 (2021) 231—236 [A. V. Kazak, A. A. Kirillov, L. V. Simonchik, A. M. Vabishchevich, M. M. Kuraica, B. M. Obradovich, G. B. Sretenovich, A. I. Jabrouskaya, O. A. Emeliyanova, N. V. Dudchik. J. Appl. Spectr., 88, N 2 (2021) 293—298]A. В. Казак, А. А. Кириллов, Л. В. Симончик, Е. Н. Вабищевич, М. М. Кураица, Б. М. Обрадович, Г. Б. Сретенович, А. И. Жабровская, О. А. Емельянова, Н. В. Дудчик. Журн. прикл. спектр., 88, № 2 (2021) 231—236 [A. V. Kazak, A. A. Kirillov, L. V. Simonchik, A. M. Vabishchevich, M. M. Kuraica, B. M. Obradovich, G. B. Sretenovich, A. I. Jabrouskaya, O. A. Emeliyanova, N. V. Dudchik. J. Appl. Spectr., 88, N 2 (2021) 293—298]G. B. Sretenovic, P. S. Iskrenovic, I. B. Krstic, V. V. Kovacevic, B. M. Obradovic, M. M. Kuraica. Plasma Sources Sci. Technol., 27 (2018) 07LT01G. B. Sretenovic, P. S. Iskrenovic, I. B. Krstic, V. V. Kovacevic, B. M. Obradovic, M. M. Kuraica. Plasma Sources Sci. Technol., 27 (2018) 07LT01http://satellite.mpic.de/spectral_atlas/http://satellite.mpic.de/spectral_atlas/http://www.cfa.harvard.edu/HITRAN/http://www.cfa.harvard.edu/HITRAN/W. S. Barney, L. M. Wingen, M. J. Lakin, T. Brauers, J. Stutz, B. J. Finlayson-Pitts. J. Phys. Chem. A, 104, N 8 (2000) 1692—1699W. S. Barney, L. M. Wingen, M. J. Lakin, T. Brauers, J. Stutz, B. J. Finlayson-Pitts. J. Phys. Chem. A, 104, N 8 (2000) 1692—1699A. C. Vandaele, D. Hermans, P. C. Simon, M. Carleer, R. Colin, S. Fally, M.-F. Meriénne, A. Jenouvrier, B. Coquart. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 59 (1998) 171—184A. C. Vandaele, D. Hermans, P. C. Simon, M. Carleer, R. Colin, S. Fally, M.-F. Meriénne, A. Jenouvrier, B. Coquart. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 59 (1998) 171—184W. Schneider, G. K. Moortgat, G. S. Tyndall, J. P. Burrows. J. Photochem. Photobiol., A: Chem., 40 (1986) 195—217W. Schneider, G. K. Moortgat, G. S. Tyndall, J. P. Burrows. J. Photochem. Photobiol., A: Chem., 40 (1986) 195—217R. D. Kenner, F. Rohrer, F. Stuhl. J. Phys. Chem., 90 (1986) 2635—2639R. D. Kenner, F. Rohrer, F. Stuhl. J. Phys. Chem., 90 (1986) 2635—2639J. Stutz, E. S.Kim, U. Platt, P. Bruno, C. Perrino, A. Febo. J. Geophys. Res., 105 (2000) 14585—14592J. Stutz, E. S.Kim, U. Platt, P. Bruno, C. Perrino, A. Febo. J. Geophys. Res., 105 (2000) 14585—14592L. T. Molina, M. J. Molina. J. Geophys. Res., 91 (1986) 14501—14508L. T. Molina, M. J. Molina. J. Geophys. Res., 91 (1986) 14501—14508M. Petersen, J. Viallon, P. Moussay, R. Wielgosz. J. Geophys. Res., 117 (2012) D05301M. Petersen, J. Viallon, P. Moussay, R. Wielgosz. J. Geophys. Res., 117 (2012) D05301N. Rontu Carlon, D. K. Papanastasiou, E. L. Fleming, C. H. Jackman, P. A. Newman, J. B. Burkholder. Atm. Chem. Phys., 10 (2010) 6137—6149N. Rontu Carlon, D. K. Papanastasiou, E. L. Fleming, C. H. Jackman, P. A. Newman, J. B. Burkholder. Atm. Chem. Phys., 10 (2010) 6137—6149http://www.specair-radiation.net/http://www.specair-radiation.net/A. J. D. Farmer, V. Hasson, W. Nicholls. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 12 (1972) 627—633A. J. D. Farmer, V. Hasson, W. Nicholls. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 12 (1972) 627—633G. W. Bethke. J. Phys. Chem., 31, N 3 (1959) 662—668G. W. Bethke. J. Phys. Chem., 31, N 3 (1959) 662—668A. Y. Chang, M. D. Di Rosa, R. K. Hanson. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 47 (1992) 375—390A. Y. Chang, M. D. Di Rosa, R. K. Hanson. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 47 (1992) 375—390M. D. Di Rosa, R. K. Hanson. J. Mol. Spectrosc., 164, N 1 (1994) 97—117M. D. Di Rosa, R. K. Hanson. J. Mol. Spectrosc., 164, N 1 (1994) 97—117J. Mellqvist, A. Rosen. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 56, N 2 (1996) 187—208J. Mellqvist, A. Rosen. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 56, N 2 (1996) 187—208K. Watanabe, M. Zelikoff, E. C. Y. Inn. Geophys. Res. Papers, N 21 (1953)K. Watanabe, M. Zelikoff, E. C. Y. Inn. Geophys. Res. Papers, N 21 (1953)K. Ito, T. Saheki, Y. Murakami, I. Taniguchi, M. Kikuchi, Y. Unosawa. Jpn. J. Appl. Phys., 14 (1975) 131—136K. Ito, T. Saheki, Y. Murakami, I. Taniguchi, M. Kikuchi, Y. Unosawa. Jpn. J. Appl. Phys., 14 (1975) 131—136T. Tajime, T. Saheki, K. Ito. Appl. Optics, 17, N 8 (1978) 1290—1294T. Tajime, T. Saheki, K. Ito. Appl. Optics, 17, N 8 (1978) 1290—1294C. W. Allen. Astrophysical Quantities, The Athlone Press, London (1973)C. W. Allen. Astrophysical Quantities, The Athlone Press, London (1973)R. Atkinson, D. L. Baulch, R. A. Cox, J. N. Crowley, R. F. Hampson, R. G. Hynes, M. E. Jenkin, M. J. Rossi, J. Troe. Atm. Chem. Phys., 4, N 6 (2004) 1461—1738R. Atkinson, D. L. Baulch, R. A. Cox, J. N. Crowley, R. F. Hampson, R. G. Hynes, M. E. Jenkin, M. J. Rossi, J. Troe. Atm. Chem. Phys., 4, N 6 (2004) 1461—1738K. H. Becker, W. Groth, D. Thran. Chem. Phys. Lett., 15, N 2 (1972) 215—220K. H. Becker, W. Groth, D. Thran. Chem. Phys. Lett., 15, N 2 (1972) 215—220W. Tsang, J. T. Herron. J. Phys. Chem. Ref. Data, 20 (1991) 609—663W. Tsang, J. T. Herron. J. Phys. Chem. Ref. Data, 20 (1991) 609—663H. Hippler, R. Rahn, J. Troe. J. Chem. Phys., 93 (1990) 6560—6569H. Hippler, R. Rahn, J. Troe. J. Chem. Phys., 93 (1990) 6560—6569R. Atkinson, D. L. Baulch, R. A. Cox, Jr. R. F. Hampson, J. A. Kerr, J. Troe. J. Phys. Chem. Ref. Data, 18 (1989) 881—1097R. Atkinson, D. L. Baulch, R. A. Cox, Jr. R. F. Hampson, J. A. Kerr, J. Troe. J. Phys. Chem. Ref. Data, 18 (1989) 881—1097W. M. Jones, N. Davidson. J. Am. Chem. Soc., 84 (1962) 2868—2878W. M. Jones, N. Davidson. J. Am. Chem. Soc., 84 (1962) 2868—2878S. Suzuki, I. M. Rusinov, K. Teranishi, N. Shimomura, H. Itoh. J. Phys. D, 51, N 30 (2018) 305201S. Suzuki, I. M. Rusinov, K. Teranishi, N. Shimomura, H. Itoh. J. Phys. D, 51, N 30 (2018) 305201Yu. S. Akishev, V. B. Karalnik, A. V. Petryakov, K. B. Popov, O. N. Sattarov. N. I. Trushkin. J. Phys.: Conf. Ser., 1112 (2018) 012010Yu. S. Akishev, V. B. Karalnik, A. V. Petryakov, K. B. Popov, O. N. Sattarov. N. I. Trushkin. J. Phys.: Conf. Ser., 1112 (2018) 012010V. I. Arkhipenko, A. V. Kazak, A. A. Kirillov, L. V. Simonchik, V. V. Shkurko. High Temp. Mater. Proc., 22, N 4 (2018) 273—278V. I. Arkhipenko, A. V. Kazak, A. A. Kirillov, L. V. Simonchik, V. V. Shkurko. High Temp. Mater. Proc., 22, N 4 (2018) 273—278

The authors declare that there are no conflicts of interest present.