多孔介质中的等离子体传播与活性物种输运：从基本机制到生物学应用

专注于用于生物医学应用的冷大气等离子体的博士学位项目。要求具备等离子体物理学背景及良好的英语能力。旨在通过创新的等离子体与流体相互作用来优化治疗效果。

职位说明： 项目描述： 常压低温等离子体（CAPs）是受电磁放电支撑的弱电离气体，其运行温度接近环境温度，因此特别适合直接用于处理生物体和温度敏感材料。CAP与生物材料相互作用领域已成为一个重要的研究领域，涵盖基础等离子体物理以及等离子体医学、环境修复和水及空气净化技术等多种应用。 CAPs可以在环境空气中或与各种基底直接接触时产生，包括固体表面、液体界面和活体组织。大多数CAPs表现为以约10⁵-10⁶米/秒的速度传播的电离波，这些电离波在几毫米的特征传播长度内携带强烈的电场（10-100千伏/厘米）。常压等离子体射流（APPJs）属于一类特殊的CAPs，它们通过具有惰性气体流动的介电毛细管传播，具有非常长的传播长度，可达到几厘米至几米。 当CAPs与多孔材料（如纺织品、生物组织、伤口敷料或多孔膜）相互作用时，等离子体行为会比在平坦的非多孔表面更为复杂。 相互连接的孔隙结构形成了曲折路径，从而改变等离子体传播动力学、气体流动模式以及反应物种的传输过程。 多孔基质对气体的渗透性影响等离子体产生的活性氧和氮物种（RONS）的分布，而多孔材料高的表面积与体积比则能促进气固界面处的多相化学反应。 此外，液体浸渍的多孔介质中的毛细效应——例如生物组织中的伤口渗出物——在三维多孔网络中产生了额外的等离子体与液体相互作用机制。理解这些多相相互作用对于优化伤口的CAP治疗、多孔医疗设备的灭菌以及纺织材料的功能化具有至关重要的意义。 本论文的目标是研究控制液体与多孔界面上 CAP 传播及能量传递的基本机制。本研究将采用以实验为主的方法，并辅以理论建模和/或数值模拟，以阐明这些复杂几何结构中的等离子体-表面相互作用现象。将对多个方面进行研究。 1. 复杂几何结构中的等离子体传播动力学 2. 多孔介质中反应物种的传输与分布 3. 液体浸渍多孔界面处的多相等离子体相互作用 这些要点涉及基础物理原理，同时与医学及种子萌发领域的实际应用保持清晰的关联。

所需个人背景与技能要求： 等离子体物理学 所需英语水平：高级中级：您能够有效使用语言，并能准确表达观点。