盧新培 - 簡介

 盧新培， 教授，博士生導(dǎo)師。1971年6月出生，2002年2月在華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院獲博士學(xué)位后到美國Old Dominion大學(xué)作訪問學(xué)者。

盧新培 - 任職

曾擔(dān)任2007年IEEE PPPS（脈沖功率和等離子體科學(xué)）年會等離子體在醫(yī)療、生物和環(huán)境應(yīng)用的Section Chair, IEEE Transaction On Plasma Science 的 Guest Editor。IEEE高級會員。J. Phys. D: Appl. Phys., IEEE Tran. On Plasma Sci., J. Appl. Phys., Plasma Sources Sci. & Tech.，Plasma Chemistry and Plasma Processing, Physics Letters A, Measurement Science and Technology 等10多個(gè)英文期刊的評審人。

盧新培 - 發(fā)表論文

 在國際期刊上共發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇（30篇SCI收錄，12篇次被EI收錄，31篇第一作者）。被他人引用達(dá)數(shù)百次。2003年發(fā)表的兩篇論文的主要內(nèi)容被"非平衡大氣壓空氣等離子體"（Non-equilibrium Air Plasmas at Atmospheric Pressure）一書所收入。其中一篇還被"等離子體源科學(xué)與技術(shù)"（Plasma Sources Sci. & Technol.）評為當(dāng)年年度的優(yōu)秀論文。2005年發(fā)表在應(yīng)用物理快報(bào)（Appl. Phys. Letter）上的論文被該期刊選用在封面上，并被眾多物理類主流網(wǎng)站所報(bào)道。2006年發(fā)表在應(yīng)用物理學(xué)報(bào)（J. Appl. Phys.）上的一篇論文被同行專家評價(jià)為"杰出"論文。2007年發(fā)表在應(yīng)用物理學(xué)報(bào)上的2篇論文均被同行專家評價(jià)為"杰出"論文。2008年發(fā)表在應(yīng)用物理快報(bào)上的3篇論文，IEEE Trans. Plasma Sci. 上的3篇論文，及發(fā)表在應(yīng)用物理學(xué)報(bào)上的1篇論文均得到同行的高度評價(jià)。

盧新培 - 研究領(lǐng)域

其主要研究領(lǐng)域和方向包括（1）氣體放電：大氣壓輝光放電，電介質(zhì)阻擋放電，等離子體隱形，等離子體輻射光譜診斷、吸收光譜診斷、毫米波干涉診斷、納秒級高速攝影等診斷方法；（2）生物電工學(xué)：等離子體和脈沖功率技術(shù)在消毒、環(huán)境和生物醫(yī)學(xué)等方面的應(yīng)用；（3）液中放電：水中脈沖放電及其應(yīng)用。其研究成果有的被國外的等離子體專業(yè)書籍所收錄，有的被美國的應(yīng)用物理快報(bào)選用在封面上，并被物理類的主要網(wǎng)站，如自然（Nature.com）,物理世界（PhysicsWeb.org）, 物理新聞（PhysNews.com）等上百個(gè)主流網(wǎng)站及報(bào)紙等媒體所報(bào)道。

盧新培 - 研究成果

1.脈沖驅(qū)動(dòng)大氣壓非平衡等離子體射流的研究

近二十年來在大氣壓下的氣體放電受到了科研工作者的極大關(guān)注，這一方面是由于大氣壓下的氣體放電不需要傳統(tǒng)低氣壓放電所必不可少的真空系統(tǒng)。另一方面是由于一些新興的應(yīng)用只能在大氣壓下來實(shí)現(xiàn)，如等離子體用于牙齒的清洗，輔助傷口的愈合等。

但是對于通常的氣體放電，等離子體是產(chǎn)生在兩個(gè)電極之間。在大氣壓下，由于氣體的擊穿電壓相對較高，放電間隙通常在毫米到幾個(gè)厘米的范圍。這樣如果被處理的物體必須放到等離子體放電區(qū)去處理，則被處理物體的尺寸將受放電間隙尺寸的限制，且被處理物體放到放電間隙后對放電的模式很可能產(chǎn)生影響。如果將被處理物體放在放電間隙外，通過氣體的定向流動(dòng)將活性因子輸送到被處理物體的表面，則一些壽命短的活性因子和帶電粒子在未達(dá)到被處理物體時(shí)就已經(jīng)消失了。

通過等離子體射流的方法將等離子體產(chǎn)生在電極間隙之外的大氣中，這就使得被處理物體不受尺寸的限制，同時(shí)保證一些壽命短的活性因子和帶電粒子能到達(dá)被處理物體表面從而起到它們的作用。此外，對于一些新興的應(yīng)用，如等離子體醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用，它要求等離子體的氣體溫度保持在較低的水平，甚至要求常溫。但是如果等離子體的氣體溫度很低，射流中的等離子體會很快復(fù)合而形成中性氣體，因此如何產(chǎn)生非平衡、低溫、長的等離子體射流是個(gè)難題。他在美國工作期間采用脈沖技術(shù)，研制了一種結(jié)構(gòu)緊湊，形狀似筆，便攜節(jié)能，而且在大氣壓下能長時(shí)間保持常溫工作的新型多用途等離子體射流，該射流的可見光部份達(dá)5cm。由于這些鮮明特色，該射流的主體裝置被國際權(quán)威的應(yīng)用物理快報(bào)選用在封面上，并立即被物理類的主要網(wǎng)站如PhysicsWeb.org, Nature.com, PhysOrg.com, PhysNews.com及其它上百個(gè)主流網(wǎng)站所報(bào)道。

他還采用納秒級高速攝影方法對上述等離子體射流的動(dòng)態(tài)過程展開了深入研究，發(fā)現(xiàn)該肉眼看似連續(xù)的射流，其實(shí)是一個(gè)形如子彈一樣的發(fā)光體以高達(dá)1.5 105m/s 的速度快速運(yùn)動(dòng)。由于該等離子體射流在空氣中長達(dá)5cm，而射流的總壓降僅為500V左右，因此用傳統(tǒng)的電離波或流注理論無法解釋。他又提出了以光致電離理論為基礎(chǔ)的模型對該現(xiàn)象作了合理的解釋。該論文在應(yīng)用物理學(xué)報(bào)上發(fā)表時(shí)，同行評審專家給了充分的肯定，被評為"杰出"論文。

盧新培在2008年又在非平衡等離子體射流研究方向上取得了突破性進(jìn)展。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可在周圍大氣中產(chǎn)生最長可達(dá)11cm的常溫等離子體射流。這是當(dāng)今世界上最長的常溫大氣壓等離子體射流。該射流的一個(gè)顯著特點(diǎn)是高壓電極由絕緣電介質(zhì)完全覆蓋，人體可與射流的任何部分直接接觸，無熱感或電擊感，完全避免了電弧放電。該射流裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠、安全、易操作和便攜性等特點(diǎn)。該研究成果將在等離子體射流在臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，可望實(shí)現(xiàn)科研成果從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)品雛形的直接轉(zhuǎn)化。該研究成果已發(fā)表在應(yīng)用物理快報(bào)上。同行專家給了高度評價(jià)。該裝置正分別在中國和美國申請專利。

2.首次在大氣壓下實(shí)現(xiàn)單脈沖兩次均勻放電

首次利用納秒級脈沖電源，在大氣壓下實(shí)現(xiàn)了一個(gè)電壓脈沖、兩次均勻放電（脈沖電壓上升沿和下降沿分別有一次放電）。這使放電能耗大大降低。另外，還發(fā)現(xiàn)在電壓下降沿的那次放電具有更好的空間均勻性。這是由于二次放電是在主放電完成500ns之后發(fā)生的，這時(shí)放電間隙內(nèi)還有大量帶電粒子和處于激發(fā)態(tài)的原子和分子。這一發(fā)現(xiàn)給人們對大氣壓均勻介質(zhì)阻擋放電的機(jī)理研究提供了極其重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

在大氣壓均勻介質(zhì)阻擋放電方面，現(xiàn)在國際上所公認(rèn)的有兩種放電模式，即輝光和湯森放電兩種放電模式，它們分別有一個(gè)靠近陰極或陽極的發(fā)光亮區(qū)。而他通過采用納秒級脈沖電源進(jìn)行放電，發(fā)現(xiàn)了不同于上述兩種放電模式的第三種放電模式。當(dāng)將高速攝影機(jī)的曝光時(shí)間設(shè)定在5ns時(shí)，所獲得的高速攝影照片表明放電在整個(gè)間隙同時(shí)出現(xiàn)亮區(qū)，這與通常的輝光和湯森放電兩種放電模式具有顯著的不同，也與電介質(zhì)阻擋放電中的絲狀放電明顯不一樣。他還發(fā)現(xiàn)，在氦氣中加入適量的氮?dú)夂脱鯕�，紫外光的輻射�?qiáng)度可大大增強(qiáng)。這些成果在J. Phys. D: Appl. Phys. 發(fā)表后，立即引起國際上同行專家們的關(guān)注。它一方面為在大氣壓下如何實(shí)現(xiàn)大面積均勻放電提供了新的思路。另一方面，這些成果在大氣壓等離子體領(lǐng)域是一個(gè)極大的突破，使得許多潛在的大氣壓等離子體應(yīng)用變成現(xiàn)實(shí)。

他還通過毫米波干涉法對該等離子體的電子密度和溫度實(shí)施了同時(shí)測量。結(jié)果表明其峰值電子密度和電子溫度分別高達(dá)8 1012cm-3和8.7ev。這個(gè)電子密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)的輝光和湯森放電的電子密度（109-1011cm-3）。這也是首次在大氣壓下實(shí)現(xiàn)非平衡等離子體電子密度和電子溫度的同時(shí)測量，該論文發(fā)表在應(yīng)用物理快報(bào)上，被同行專家評價(jià)為"非常優(yōu)秀"的成果。

3.大氣壓下空氣輝光放電的研究

在大氣壓下的空氣中如何產(chǎn)生穩(wěn)定的輝光放電一直是個(gè)難題。他采用水電極，利用60Hz的電源在大氣壓下的空氣中產(chǎn)生了穩(wěn)定的輝光放電，并對該放電模式及其參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)水電極在強(qiáng)電場的作用下其表面產(chǎn)生波紋，使得水表面波紋尖端的電場強(qiáng)度大大增強(qiáng)，這對最終產(chǎn)生輝光放電起著至關(guān)重要的作用。通過高速攝影方法證實(shí)了每次放電是從水表面開始的，且該放電被證明為輝光放電。此外，還發(fā)現(xiàn)該等離子體的氣體溫度低于2000K，振動(dòng)溫度約為2600K，電子密度則高達(dá)1012cm-3，這基本滿足了等離子體隱身的要求。2007年又在應(yīng)用物理學(xué)報(bào)上發(fā)表了一篇有關(guān)空氣等離子體化學(xué)動(dòng)力學(xué)過程的論文，該論文被國際同行評價(jià)為"杰出"論文。

4.大氣壓非平衡等離子體在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用研究


5.液電脈沖等離子體的研究

液電脈沖等離子體由于在戰(zhàn)略核潛艇聲納技術(shù)、微波和激光武器的開關(guān)技術(shù)等軍事方面的應(yīng)用，以及污水處理等民用方面的應(yīng)用前景而備受關(guān)注，美國近幾年在這方面投入的研究經(jīng)費(fèi)高達(dá)上千萬美元。但是由于液電等離子體的復(fù)雜性，其放電機(jī)理一直不是很清楚。他在理論和實(shí)驗(yàn)上對液電等離子體的物理特性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，模擬了液電等離子體動(dòng)態(tài)發(fā)展過程，通過模擬計(jì)算獲得了等離子體的溫度、密度、壓力等重要的等離子體參數(shù)的時(shí)空變化特性，并在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。其研究成果解釋了一直困擾液電等離子體專家們的一系列重要問題, 如為什么放電所產(chǎn)生的沖擊波峰值壓力僅僅由第一個(gè)半周期內(nèi)輸入到放電間隙的能量所決定；建立了外界放電回路與液電等離子體空泡壽命之間的關(guān)系， 這對于水間隙等離子體開關(guān)重復(fù)頻率的研究具有極其重要的價(jià)值. 其研究成果的相關(guān)論文在發(fā)表短短幾年時(shí)間里被引用數(shù)十次。2007年發(fā)表在應(yīng)用物理學(xué)報(bào)上的一篇模擬液電等離子體一維動(dòng)態(tài)過程的文章被國際同行專家評價(jià)為"杰出"論文。