Mikä on kylmä plasmatekniikka?

Kylmä plasmatekniikka(tunnetaan myös nimelläEi-plasmataiMatalan lämpötilan plasma) on aineen tila, jossa kaasu on osittain ionisoitu, mikä tuottaa ainutlaatuisen sekoituksen reaktiivisia lajeja-aIrtotavarakaasun lämmittäminen merkittävästi. Tässä on erittely:

1. Ydinkonsepti:

   • Plasmaa kutsutaan usein "neljänteen aineen tilaksi" (kiinteän, nesteen, kaasun ulkopuolella). Se koostuu ioneista, vapaista elektroneista, neutraaleista atomista/molekyyleistä ja erilaisista viritetyistä lajeista.

   • Sisä-lämmön/kuuma plasma(Kuten hitsauskaarissa tai salamassa), kaikki hiukkaset (elektronit, ionit, neutraalit) ovat lähes lämpötasapainossa erittäin korkeissa lämpötiloissa (tuhansia ° C).

   • Kylmä plasmasaavuttaa epätasapainon tilan. Elektronit ovat erittäin virrattuja (10 000–100 000+ ° C ekvivalentti), mutta raskaammat ionit ja neutraalit kaasumolekyylit pysyvät lähellä huoneenlämpötilaa (tyypillisesti 25-60 ° C). Tämä on avain.

2. Kuinka se syntyy:

   • Luotu soveltamalla vahva sähkökenttä (AC, DC, pulssi, mikroaaltouuni, RF) kaasuun (yleisesti ilma, happi, typpi, argoni, helium tai seokset) ilmakehän paineessa tai matalapaineessa.

   • Yleiset tuotantomenetelmät:

     • Dielektrinen esteen purkaus (DBD):Elektrodit, jotka on erotettu dielektrisellä esteellä ja kaasuvälillä. Luo filamentti- tai diffuusi plasmaa.

     • Ilmakehän paineen plasmahuketti (APPJ):Kaasu virtaa elektrodien läpi tuottaen kohteeseen suunnatun plasman plasman.

     • Coronan vastuuvapaus:Korkeajänniteelektrodi, jolla on terävä piste, luo plasmaa lähellä kärkeä.

     • Kapasitiivisesti tai induktiivisesti kytketty RF -plasma.

3. Tärkeimmät komponentit ja aktiiviset edustajat:

   • Energiset elektronit:Aja reaktiot.

   • Reaktiiviset happilajit (ROS):Otsoni (O₃), atomi happi (O), singlettihappi (¹O₂), superoksidi (O₂⁻), hydroksyyliradikaalit (· OH).

   • Reaktiiviset typpilajit (RNS):Typpioksidi (NO), typpidioksidi (NO₂), peroksinitriitti (onoo⁻).

   • UV -fotonit:Säteilee innostuneiden lajien rentoutumisen aikana.

   • Varautuneet hiukkaset (ionit ja elektronit):Voi olla vuorovaikutuksessa pintojen kanssa.

   • Sähkökentät.

4. Miksi se on voimakas ja ainutlaatuinen:

   • Matala lämpötila:Voi hoitaa lämpöherkkiä materiaaleja (muovit, biologiset kudokset, ruoka) ilman lämpövaurioita.

   • Reaktiivinen kemia:ROS: n, RN: n, UV: n ja ionien cocktail voi tehokkaasti:

     • Tapa mikro -organismit (bakteerit, virukset, sienet, itiöt).

     • Muokkaa pinnan ominaisuuksia (lisää kostutettavuutta, tarttuvuutta, tulostettavuutta).

     • Hajoavat epäpuhtaudet ja toksiinit.

     • Edistää erityisiä kemiallisia reaktioita.

     • Stimuloi biologisia prosesseja (esim. Haavan paraneminen, siementen itävyys).

   • Kuiva prosessi:Usein ei vaadi nesteitä tai ankaria kemikaaleja.

   • Nopea ja tehokas:Reaktiot tapahtuvat tyypillisesti nopeasti.

   • Ympäristöystävällinen:Tuottaa yleensä minimaalista jätettä kemiallisiin menetelmiin verrattuna; Luotu otsoni/RNS hajoaa luonnollisesti.

5. Suurimmat sovellukset:

   • Sterilointi ja puhdistaminen:Lääketieteelliset instrumentit, pakkausmateriaalit, sairaalapinnat, ruokapinnat (hedelmät, vihannekset, liha), vedenkäsittely, ilmanpuhdistus.

   • Lääketiede (plasmalääke):Haavan paraneminen ja desinfiointi (krooniset haavat, palovammat), syöpähoidon tutkimus, hammaslääketiede, ihonhoito, veren hyytyminen.

   • Materiaalien käsittely ja pintamuokkaus:Maalien/pinnoitteiden/liimojen tarttumisen parantaminen, tekstiilien väriainetta, puhdistuspintojen parantaminen, toiminnallisten pinnoitteiden luominen.

   • Elintarviketeollisuus:Säilyvyyden pidentäminen tappamalla taudinaiheuttajia ja pilaantuneita organismeja tuotannossa, lihassa ja pakkauksessa; siementen itämisen parantaminen; Mykotoksiinin heikkeneminen.

   • Maatalous:Siemenhoito parantaa kasvua/resistenssiä, kasvisairauksien hallintaa.

   • Ympäristön kunnostaminen:Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) hajottaminen ilmassa, hajottaen orgaanisia epäpuhtauksia vedessä.

   • Elektroniikka:Etsaus, laskeuma, kiekkojen ja komponenttien puhdistus.

   • Energia:Polttoaineen uudistaminen, palamisen parantaminen.

Pohjimmiltaan:Kylmä plasmitekniikka valjastaa osittain ionisoidun kaasun voimakkaan reaktiivisuuden lähellä huoneen lämpötilaa. Se tarjoaa monipuolisen, tehokkaan ja usein ympäristöystävällisen vaihtoehdon perinteisille lämpö-, kemiallisille tai säteilypohjaisille prosesseille erilaisilla aloilla, etenkin jos lämpöherkkyys tai kemialliset jäännökset ovat suuria huolenaiheita. Se on nopeasti edistyvä tutkimus- ja teollisuussovellus.