Plasma Physics ReportsPlasma Physics ReportsФизика плазмы0367-29213034-6371The Russian Academy of Sciences66891310.31857/S0367292123600553EQIOQULOW TEMPERATURE PLASMAНИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМААктивация водных растворов с помощью многоискрового кольцевого разряда с инжекцией газа в разрядных промежуткахАктивация водных растворов с помощью многоискрового кольцевого разряда с инжекцией газа в разрядных промежуткахГудковаВ.ГудковаВ. В.darzvlv@fpl.gpi.ruРазволяеваД.РазволяеваД. А.darzvlv@fpl.gpi.ruМоряковИ.МоряковИ. В.darzvlv@fpl.gpi.ruАнпиловА.АнпиловА. М.darzvlv@fpl.gpi.ruИнститут общей физики им. А.М. Прохорова РАНРоссийский университет дружбы народов0111202349111160116927022025Copyright ©; 2023, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2023, Российская академия наук2023Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0367-2921/article/view/668913

Представлены результаты исследований образования активных форм кислорода и азота в деионизированной воде Milli-Q® (электрическая проводимость ≤0.1 мкСм/см) под действием многоискрового импульсного разряда с инжекцией газа в межэлектродное пространство. Разряд представляет собой совокупность микроплазменных образований в многофазной среде, для которых был оценен удельный энерговклад. Проанализировано влияние инжектируемых газов (аргон, воздух) на образование плазменного разряда в межэлектродном пространстве и долгоживущих химических соединений: пероксида водорода, нитрит-ионов и нитрат-ионов. Изменение длительности воздействия на воду от 2 до 10 минут приводит к изменению ее химического состава и электропроводящих свойств, но практически не сказывается на характеристиках и длительности пробойной стадии разряда. При этом регистрировалось изменение концентраций пероксида водорода, нитрит-ионов и нитрат-ионов в течение одного часа после завершения плазменного воздействия. Обнаружено распыление электродов из нержавеющей стали, которое составило около 1 мг/минуту и приводило в ряде случаев к выпадению нерастворимого осадка. Полученные данные позволят провести оптимизацию воздействия активированной плазмой жидкости на растения и посадочный материал.

Представлены результаты исследований образования активных форм кислорода и азота в деионизированной воде Milli-Q® (электрическая проводимость ≤0.1 мкСм/см) под действием многоискрового импульсного разряда с инжекцией газа в межэлектродное пространство. Разряд представляет собой совокупность микроплазменных образований в многофазной среде, для которых был оценен удельный энерговклад. Проанализировано влияние инжектируемых газов (аргон, воздух) на образование плазменного разряда в межэлектродном пространстве и долгоживущих химических соединений: пероксида водорода, нитрит-ионов и нитрат-ионов. Изменение длительности воздействия на воду от 2 до 10 минут приводит к изменению ее химического состава и электропроводящих свойств, но практически не сказывается на характеристиках и длительности пробойной стадии разряда. При этом регистрировалось изменение концентраций пероксида водорода, нитрит-ионов и нитрат-ионов в течение одного часа после завершения плазменного воздействия. Обнаружено распыление электродов из нержавеющей стали, которое составило около 1 мг/минуту и приводило в ряде случаев к выпадению нерастворимого осадка. Полученные данные позволят провести оптимизацию воздействия активированной плазмой жидкости на растения и посадочный материал.

многоискровой разряд, разряд в многофазной средеактивные формы кислорода и азотапероксид водороданитрит ионынитрат ионыплазменно-активированная жидкостьBruggeman P.J., Kushner M.J., Locke B.R., Gardeni-ers J.G.E., Graham W.G., Graves D.B., Hofman-Caris R.C.H.M., Maric D., Reid J.P., Ceriani E., Fernandez Rivas D., Foster J.E., Garrick S.C., Gorbanev Y., Hamaguchi S., Iza F., Jablonowski H., Klimova E., Kolb J., Krcma F., Lukes P., Machala Z., Marinov I., Mariotti D., Mededovic Thagard S., Minakata D., Neyts E.C., Pawlat J., Lj Petrovic Z., Pflieger R., Reu-ter S., Schram D.C., Schröter S., Shiraiwa M., Tarabo-vá B., Tsai P.A., Verlet J.R.R., von Woedtke T., Wil-son K.R., Yasui K., Zvereva G. // Plasma Sources Science and Technology. 2016. P. 1. https://doi.org/10.1088/0963-0252/25/5/053002Bruggeman P.J., Iza F., Brandenburg R. // Plasma Sources Science and Technology. 2017. V. 26. № 12. https://doi.org/10.1088/1361-6595/aa97afArtem’ev K.V., Bogachev N.N., Gusein-zade N.G., Dolmatov T.V., Kolik L.V., Konchekov E.M., Andreev S.E. // Russian Physics Journal. 2020. V. 62. P. 2073. https://doi.org/10.1007/s11182-020-01948-1Pavlik T., Gudkova V., Razvolyaeva D., Pavlova M., Kostukova N., Miloykovich L., Kolik L., Konchekov E., Shimanovskii N. // IJMS. 2023. V. 24. P. 1. https://doi.org/10.3390/ijms24065100Akopdzhanov A.G., Sveshnikova E.D., Guseyn-zade N.G., Kolik L.V., Konchekov E.M., Shimanovskiy N.L. // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2021. V. 55. P. 11. https://doi.org/10.1007/s11094-021-02363-7Konchekov E.M., Gusein-Zade N.G., Kolik L.V., Artem’ev K.V., Pulish A.V. // In Proceedings of the IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Institute of Physics Publishing. 2020. V. 848. https://doi.org/10.1088/1757-899X/848/1/012037.Akopdzhanov A.G., Shimanovskii N.L., Stepanova D.S., Fedotcheva T.A., Pulish A.V., Gusein-zade N.G., Ko-lik L.V., Konchekov E.M. // Biophysics (Russian Federation). 2019. V. 64. P. 926. https://doi.org/10.1134/S0006350919060034Kuzin A. Solovchenko A., Khort D., Filippov R., Luka-nin V., Lukina N., Astashev M., Konchekov E. // Plants. 2023. V. 12. P. 385. https://doi.org/10.3390/plants12020385Ashurov M.Kh., Ashurov E.M., Astashev M.E., Baim-ler I.V., Gudkov S.V., Konchekov E.M., Lednev V.N., Lukina N.A., Matveeva T.A., Markendudis A.G. One-gov A.V., Rashidova D.K., Sarimov R.M., Sergei-chev K.F., Sharipov S.T., Simakin A.V., Smirnov I.G., Smolentsev S.Y., Yakubov M.M., Yanykin D.V., Shcherbakov I.A. // ChemEngineering 2022. V. 6. P. 91. https://doi.org/10.3390/chemengineering6060091Konchekov E.M., Kolik L.V., Danilejko Y.K., Belov S.V., Artem’ev K.V., Astashev M.E., Pavlik T.I., Lukanin V.I., Kutyrev A.I., Smirnov I.G., Gudkov S.V. // Plants (Basel). 2022. V. 11. P. 1373. https://doi.org/10.3390/plants11101373Konchekov E.M., Glinushkin A.P., Kalinitchenko V.P., Artem’ev K.V., Burmistrov D.E., Kozlov V.A., Kolik L.V. // Frontiers in Physics. 2021. V. 8. https://doi.org/10.3389/fphy.2020.616385Astashev M.E., Konchekov E.M., Kolik L.V., Gudkov S.V. // Sensors 2022. V. 22. 8310. https://doi.org/10.3390/s22218310Belov S.V., Danileiko Y.K., Egorov A.B., Lukanin V.I., Semenova A.A., Lisitsyn A.B., Revutskaya N.M., Naso-nova V.V., Yushina Y.K., Tolordava E.R., Nasyrov N.A., Sinichkina A.I., Konchekov E.M., Matveeva T.A., Gudkov S.V. // Processes. 2022. V. 10. P. 1536. https://doi.org/10.3390/pr10081536Takaki K., Takahashi K., Hayashi N., Wang D., Ohshima T. // Reviews of Modern Plasma Physics. 2021. V. 5. № 12. https://doi.org/10.1007/s41614-021-00059-9Smirnov B.M., Babaeva N.Y., Naidis G.V., Panov V.A., Son E.E., Tereshonok D.V. // Bubble Method of Water Purification. High Temp. 2019. V. 57. P. 286–288. https://doi.org/10.1134/S0018151X19020202Bruggeman P., Leys C. // Journal of Physics D: Appl. Phys. 2009. V. 42. P. 1. https://doi.org/10.1088/0022-3727/42/5/053001Samukawa S., Hori M., Rauf S., Tachibana K., Bruggeman P., Kroesen G., Whitehead J.C., Murphy A.B., Gutso A.F., Starikovskaia S., Kortshagen U., Boeuf J.-P., Sommerer T.J., Kushner M.J., Czarnetzki U., Mason N. // Journal of Physics D: Appl. Phys. 2012. V. 45. P. 1. https://doi.org/10.1088/0022-3727/45/25/253001Лебедев Ю.А. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 6. С. 685. https://doi.org/10.7868/S0367292117060105Babaeva N.Yu., Berry R.S., Najdis G.V., Smirnov B.M., Son É.E., Tereshonok D.V. // High Temperature. 2016. № 54. P. 745. https://doi.org/10.7868/S0040364416050057Akishev Yu.S., Grushin M.E., Karal’nik V.B., Monich A.E., Pan’kin M.V., Trushkin N.I., Kholodenko V.P., Chugu-nov V.A., Zhirkova N.A., Irkhina I.A., Kobzev E.N. // Физика плазмы. 2006. Т. 32. № 12. С. 1142. https://doi.org/10.1134/S1063780X06120087Akishev Yu.S., Grushin M., Karal’nik V., Trushkin N., Kholodenko V., Chugunov V., Kobzev E., Zhirkova N., Irkhina I., Kireev G. // Pure Appl. Chem. 2008. V. 80. № 9. P. 1953. https://doi.org/10.1351/pac200880091953Анпилов А.М., Бархударов Э.М., Бережецкая Н.К., Грицинин С.И., Давыдов А.М., Козлов Ю.Н., Кос-сый И.А., Мисакян М.А., Темчин С.М., Ральченко В.Г., Гущин П.А., Иванов Е.В. // ЖТФ. 2011. Т. 81. С. 48. https://doi.org/10.1134/S1063784211110028Barkhudarov E.M., Kossyi I.A., Kozlov Yu.N., Tem-chin S.M., Taktakishvili M.I., Christofi N. // Journal of Atomic and Molecular Physics. 2013. P. 12. https://doi.org/10.1155/2013/429189Anpilov A.M., Barkhudarov E.M., Bark Yu.B., Zadira-ka Yu.V., Christofi M., Kozlov Yu.N., Kossyi I.A., Kop’ev V.A., Silakov V.P., Taktakishvili M.I., Tem-chin S.M. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. V. 34. P. 993. https://doi.org/10.1088/0022-3727/34/6/322Panov V.A., Vasilyak L.M., Vetchinin S.P., Pecherkin V.Ya., Saveliev A.S. // Plasma Phys. Rep. 44, 882–885 (2018). https://doi.org/10.1134/S1063780X1809009XBabaeva N.Yu., Kushner M.J. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. V. 42. https://doi.org/10.1088/0022-3727/42/13/132003Aнпилов A.M., Бархударов Э.M., Двоенко А.В., Козлов Ю.Н., Коссый И.А., Моряков И.В., Тактакишвили М.И., Темчин С.М. // Успехи прикладной физики. 2016. Т. 4. № 3. С. 265–271.Mesyats G.A., Osipov V.V., Tarasenko V.F. Pulsed Gas Lasers. Washington: SPIE Press, 1995.Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Физика импульсного пробоя газов. М.: Наука, 1991.Iqbal T. // International Journal of Plant Research. 2017. V. 30. P. 93–100. https://doi.org/10.5958/2229-4473.2017.00042.8Panakkal H., Gupta I., Bhagat R., Ingle A.P. // Nanotechnology in Plant Growth Promotion and Protection. 2021. P. 259. https://doi.org/10.1002/9781119745884.ch13Анпилов А.М., Бархударов Э.М., Коссый И.А., Мисакян М.А., Моряков И.В., Смирнов М.Г., Тактакишвили И.М. // ЖТФ. 2021. Т. 91. № 5. С. 772. https://doi.org/10.21883/JTF.2021.05.50688.311-20Анпилов А.М., Бархударов Э.М., Козлов Ю.Н., Коссый И.А., Мисакян М.А., Моряков И.В., Тактакишвили М.И., Тарасова Н.М., Темчин С.М. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. № 3. С. 268. https://doi.org/10.1134/S036729211902001XАнпилов А.М., Бархударов Э.М., Гусейн-заде Н.Г.О., Коссый И.А., Мисакян М.А., Моряков И.В., Смир-нов М.Г., Тактикашвили М.И., Темчин С.М. Устройство для плазмохимической обработки жидкостей. Патент на полезную модель 201546 U1, 21.12.2020.Wolff. S.P. // Methods in Enzymology. 1994. V. 233. P. 182. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(94)33021-2Tsikas D. // J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2007. V. 851. P. 51. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2006.07.054Shin R., Schachtman D.P. // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2004. V. 101. P. 8827. https://doi.org/10.1073/pnas.0401707101Belov S.V., Danyleiko Y.K., Glinushkin A.P., Kalini-tchenko V.P., Egorov A.V., Sidorov V.A., Konchekov E.M., Gudkov S.V., Dorokhov A.S., Lobachevsky Y.P., Izmai-lov A.Yu. // Frontiers in Physics. 2021. V. 8. https://doi.org/10.3389/fphy.2020.618320Chen B., Wang Z., Li S.-X., Wang G.-X., Song H., Wang X. // Plant Science. 2004. V. 167. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2004.05.01Kossyi I.A., Kostynsky A.Y., Matveyev A.A., Silakov V.P. // Plasma Sources Sci. Technol. 1992. V. 1. P. 207.https://doi.org/10.1088/0963-0252/1/3/011Shakhatov V.A., Gritsinin S.I., Borzosekov V.D. // Физика плазмы 2021. Т. 47. № 5. С. 441. https://doi.org/10.31857/S0367292121050085Artem’ev K.V., Batanov G.M., Berezhetskaya N.K., Borzosekov V.D., Gritsinin S.I., Davydov A.M., Kolik L.V., Konchekov E.M., Kossyi I.A., Lebedev Y.A., Moryakov I.V., Petrov A.E., Sarksyan K.A., Stepakhin V.D., Khar-chev N.K., Shakhatov V.A. // Физика плазмы. 2020. Т. 46. № 3. С. 264. https://doi.org/10.31857/S0367292120030014Ahmad A., Hashmi S., Palma J., Corpa F. // Chemosphere. 2022. V. 290. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133329Adhikari T., Kundu S., Rao A.S. // Int. J. Agric. Food Sci. Technol. 2013. V. 4. P. 809.Shah V., Belozerova I. // Water Air Soil Pollut. 2009. V. 197. P. 143. https://doi.org/10.1007/s11270-008-9797-6Sajib S.A., Billah M., Mahmud S., Miah M., Hossain F., Omar F.B., Roy N.C., Hoque K.M.F., Talukder M.R., Kabir A.H., Reza M.A. // Plasma Chem.Plasma Process. 2020. V. 40. P. 119. https://doi.org/10.1007/s11090-019-10028-3Sarinont T., Katayama R., Wada Y., Koga K., Shiratani M. // MRS Adv. 2017. V. 2. P. 995. https://doi.org/10.1557/adv.2017.178Attri P., Ishikawa K., Okumura T., Koga K., Shiratani M. // Processes. 2020. V. 8. P. 1002. https://doi.org/10.3390/pr8081002Шмелев В. М., Анпилов А.М, Бархударов Э.М. // Прикладная физика. 2005. № 5. С. 55–59.