大气压非平衡等离子体具有电子温度高和离子温度低的特点，其设备不需要在真空下运行，因此设备成本和运行费用低廉，可实现在线连续生产。在大气压非平衡等离子体中高能电子与气体分子碰撞使气体分子解离、激发和电离，产生多种自由基和活性物种，可应用于杀菌消毒、环境净化和食品安全等多个领域。本文利用交流电源和脉冲电源驱动，在几种特殊设计的电极结构下产生大气压非平衡等离子体，并对白色念珠菌、大肠杆菌、柞蚕微粒子和番茄褐孢霉开展了杀菌实验研究。
主要研究结果如下：
1.采用多个长方石英体内嵌钨棒共面平行交替排列的电极结构组成放电介质板，利用交流电源驱动在介质板表面上充有He/O2混合气体的自封袋内产生大面积均匀介质阻挡放电，并对自封袋内白色念珠菌开展了杀菌实验研究。讨论了He/O2混合气体比例对白色念珠菌失活效率的影响，研究结果表明：在交流峰值电压9kV，放电频率11kHz条件下，经过99%He/1%O2放电处理5min后，白色念珠菌失活效率高达99%。在该研究中放电等离子体产生的活性O原子对白色念珠菌失活效率起主要作用。利用交流电源驱动在高压电极和地电极等间距非共面平行交替排列的石英体凹槽内实现了多槽式空气介质阻挡放电，并对筷子表面粘附的大肠杆菌和白色念珠菌开展了杀菌实验研究。通过电压同步触发ICCD成像技术，在放电频率9kHz电压条件下讨论了交流峰值电压对凹槽内稳定的放电等离子体形成过程的影响。
研究结果表明：放电电荷在介质层表面积累产生的反向自建电场有助于形成稳定的大面积空气介质阻挡放电。利用该放电等离子体在3min内可有效地失活筷子表面粘附的大肠杆菌和白色念珠菌。利用脉冲电源驱动在高压电极与地电极共面平行交替排列的毛细管微电极表面实现了大面积空气均匀介质阻挡放电，并对白色念珠菌开展了杀菌实验研究。讨论了等离子体对白色念珠菌失活效率的空间影响。研究结果表明：在脉冲峰值电压30kV以上，放电频率150Hz条件下，白色念珠菌失活效率随放电处理空间距离的增加呈现三个阶段变化趋势，该变化趋势与等离子体产生活性物种和带电粒子的空间密度分布密切相关。在第一阶段，短寿命活性物种和带电粒子以及长寿命活性物种三者共同起主要失活作用；在第二阶段，随着放电处理距离增加，短寿命活性物种在大气压下碰撞湮灭，带电粒子和长寿命活性物种起主要失活作用；在第三阶段，随着放电处理距离持续增加，带电粒子密度随电场强度的衰退而减小，长寿命活性物种起主要失活作用。
2.利用交流电源驱动阵列式针-板微电极结构，在He/O2混合气体中产生大面积刷状均匀放电等离子体，并对白色念珠菌开展了杀菌实验研究。讨论了放电间隙和He/O2混合气体比例对刷状放电等离子体均匀性的影响。研究结果表明：在放电间隙3-5mm内，交流峰值电压7kV，放电频率9kHz，纯He条件下或者在放电间隙3mm，交流峰值电压7kV，放电频率9kHz，He/O2混合气体02含量低于4%的条件下，可产生大面积均匀刷状放电等离子体。在交流峰值电压7kV，放电频率9kHz，放电间隙3mm的条件下，利用99%He/1%O2混合气体刷状放电等离子体处理180s后，白色念珠菌失活效率高达99%。
3.利用大气压射流放电等离子体开展了对柞蚕微粒子病和番茄褐孢霉病的杀菌实验研究。在交流峰值电压6kV，放电频率9kHz条件下，利用99%He/1%O2放电产生射流等离子体对柞蚕微粒子孢子失活。研究结果表明：该射流等离子体在5min内可对柞蚕微粒子病害有效杀除。在柞蚕微粒子失活过程中，放电电荷在细胞表面积累形成的静电张力与活性氧对微粒子失活起主要作用。在交流峰值电压6kV，放电频率9kHz条件下，利用99%Ar/1%O2放电产生射流等离子体对番茄褐孢霉失活。研究结果表明：放电电荷在细胞表面积累形成静电张力破坏了细胞的完整性而导致褐孢霉细胞质泄漏失活。此外，利用Ar/02水中放电产生等离子体活化水对白色念珠菌也开展了杀菌实验研究，并取得了较好的杀菌效果。
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