Étude de l’utilisation d’une torche plasma micro-onde à la pression atmosphérique pour l’inactivation de bactéries

Discipline

Matériaux céramiques et traitements de surface

Classification

Physique,

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Torche à Injection Axiale, Pression atmosphérique, Spectroscopie d’émission optique, Dioxyde de titane

Mots-clés

Spectroscopie d'émission optique à source plasma,

Dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma,

Couches minces,

Oxyde de titane,

Escherichia coli,

Désinfection

La Torche à Injection Axiale (TIA) a été utilisée pour inactiver des micro-organismes sans effet thermique grâce aux espèces et aux UV du plasma. Pour compléter ce procédé d’inactivation, des couches minces de TiO2 aux propriétés photocatalytiques ont été élaborées par PECVD avec cette même source. En parallèle, une analyse du plasma par spectroscopie d’émission optique et la détermination de la température de surface du substrat ont été réalisées. Le plasma a été analysé sans et avec le précurseur de titane et avec un substrat dans l’axe de la décharge pour être le plus proche possible des conditions de dépôt. Les températures d’excitation et du gaz sont respectivement comprises entre 7000 à 9500 K et 2700 à 3700 K. Ces températures importantes produisent un transfert thermique vers le substrat. Suivant les conditions opératoires, les températures de surface du substrat mesurées sont comprises entre 110 à 320 °C. Des essais d’inactivation bactérienne par plasma ont été réalisés sur gélose afin d’évaluer l’effet des paramètres opératoires de la TIA sur l’efficacité du traitement. Les températures de surface mesurées ont pu être liées au diagramme de microstructure des couches minces de TiO2. Lorsque la température de surface du substrat augmente, la proportion de la phase rutile augmente également jusqu’à atteindre 30 % dans cette étude. Ce diagramme de microstructure a permis de sélectionner quelques dépôts pour en évaluer l’activité photocatalytique. La dégradation totale de l’acide stéarique, utilisé comme polluant, a été obtenue en 40 minutes. Le dépôt de TiO2 avec la plus grande activité photocatalytique a été utilisée pour couplé son action à la désinfection par plasma, 4,2 Log d’abattement ont ainsi pu être atteints.