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一. 大气压冷等离子体技术
低气压冷等离子体技术是微电子制造、薄膜制备、光源与显示器件的关键技术，年产值相当于中国GDP的8%。相比而言，大气压冷等离子体无需真空腔，因而应用面更广、操作更简单、且成本大幅度降低。本中心面向生物医学、环境保护应用，研究大气压冷等离子体自身的一系列科学与技术问题。主要包括如下2个方面：
（1）等离子体源与电源技术
研制了沿面介质阻挡放电源、等离子体射流源、矩阵射流源等大气压冷等离子体源，可产生高稳定性、高活性、大面积的等离子体；等离子体源需要配合高性能的电源，研制了低频高压脉冲等离子体源、中频高压正弦等离子体源，正在进行中高频脉冲等离子体源的开发。
射流与沿面放电等离子体
（2）等离子体的仿真与诊断
大气压冷等离子体中耦合了多种物理过程与复杂的化学转化关系，如何从微观上定量描述等离子体中活性粒子的行为是一个关键的科学问题和技术发展的瓶颈。本中心采用仿真与实验诊断相结合的研究方法，建立了等离子体的0维化学动力学模型和1维流体模型，并采用光谱法、质谱法等先进的实验诊断方法，对等离子体中活性粒子时空分布状态及其内在机制进行了系统的、深入的研究。
等离子体功率密度随频率的时空分布仿真模拟
二. 等离子体医学
等离子体医学是当前国际前沿的研究热点，在消毒杀菌、皮肤病治疗、创伤治疗、洁牙、美容、癌症治疗等方面展现了广阔的应用前景。等离子体生物医学研究中心目前主要针对等离子体与水溶液相互作用、等离子体与皮肤组织（细胞）的相互作用、等离子体抗生素及等离子体癌症治疗几个方面开展研究工作。
（1）研究方向1：等离子体与水溶液相互作用
等离子体医学应用中，被处理物往往处于水溶液环境中，因此，研究等离子体与水溶液的相互作用具有重要价值。
等离子体处理水溶液中的活性粒子转化图谱
（2）研究方向2：等离子体与皮肤组织的相互作用
研究了等离子体活性粒子在皮肤组织中的渗透深度及反应规律，有利于更好地将等离子体应用在银屑病、白癜风等皮肤疾病的治疗当中。
等离子体作用下皮肤内部活性粒子分布
（3）研究方向3：等离子体抗生素
等离子体能够高效灭活病原微生物，并且在一定参数范围内不会对肌体细胞引起损伤。在抗生素耐药性日益严重的“后抗生素”时代，等离子体能够发展成为替代抗生素或者结合抗生素应用于感染疾病的治疗。
等离子体处理前后铜绿假单胞菌的荧光染色分析
（4）研究方向4： 等离子体癌症治疗
等离子体可高效杀灭各种肿瘤细胞，且具有一定的选择性。我们的目标即是阐明等离子体活性粒子与细胞相互作用的分子机制，以便更好地定向调控等离子体，使之成为肿瘤治疗的新手段。
等离子体诱导肿瘤细胞凋亡的分子机制图
三. 等离子体在环境保护领域的应用
随着我国能源消费的持续增长和生物化学工业的快速发展，工业排放的二氧化硫、氮氧化物、可挥发性有机化合物及粉尘（PM10，PM2.5等）污染了大气环境，而重金属、持久性有机污染物等污染了耐以生存的水源，环境保护已成为人类当前面临的关键问题。低温等离子体用于环境保护已有数十年的研究历史，已成功应用于工业锅炉烟气与汽车尾气治理，以及饮用水杀菌等领域。本中心重点研究等离子体室内空气净化及其对持久性有机污染物的去除。
等离子体室内空气净化器结构