Co to jest technologia zimnego plazmy?

Technologia zimnego plazmy(Znany również jakoNietermiczne osoczeLubOsocze o niskiej temperaturze) jest stanem materii, w którym gaz jest częściowo zjonizowany, generując unikalną mieszankę gatunków reaktywnychbezZnacząco ogrzewanie gazu objętościowego. Oto awaria:

1. Podstawowa koncepcja:

   • Pazma jest często nazywany „czwartym stanem materii” (poza stałym, ciekłym, gazem). Składa się z jonów, wolnych elektronów, neutralnych atomów/cząsteczek i różnych wzbudzonych gatunków.

   • Wtermiczna/gorąca plazma(Podobnie jak w łukach spawalniczych lub błyskawicy) wszystkie cząstki (elektrony, jony, neutralne) znajdują się w prawie równowagi termicznej w bardzo wysokich temperaturach (tysiące ° C).

   • Zimna plazmaosiąga stan nierównowagi. Elektrony są wysoce energetyzowane (równoważny 10 000-100 000+ ° C), ale cięższe jony i neutralne cząsteczki gazu pozostają zbliżone do temperatury pokojowej (zwykle 25-60 ° C). To jest kluczowe.

2. Jak to jest generowane:

   • Utworzone przez zastosowanie silnego pola elektrycznego (AC, DC, pulsowana, mikrofalowa, RF) do gazu (powszechnie powietrza, tlenu, azotu, argonu, helu lub mieszanin) pod ciśnieniem atmosferycznym lub niskim ciśnieniem.

   • Wspólne metody generowania:

     • Rozładowanie bariery dielektrycznej (DBD):Elektrody oddzielone barierą dielektryczną i szczeliną gazową. Tworzy plazmę filamentową lub rozproszoną.

     • Atmosferyczny strumień osocza ciśnienia (APPJ):Gaz przepływa przez elektrody, generując pióropusz osocza skierowanego na cel.

     • Rozładowanie Corona:Elektroda wysokiego napięcia o ostrym punkcie tworzy plazmę w pobliżu końcówki.

     • Pojemność lub indukcyjnie sprzężone plazmę RF.

3. Kluczowe elementy i aktywne agenci:

   • Elektrony energetyczne:Reakcje napędowe.

   • Reaktywne formy tlenu (ROS):Ozon (O₃), tlen atomowy (O), tlen singletu (¹O₂), ponadtlenk (O₂⁻), rodniki hydroksylowe (· OH).

   • Reaktywne gatunki azotu (RNS):Tlenek azotu (NO), dwutlenek azotu (NO₂), peroksynitrit (onoo⁻).

   • Fotony UV:Emitowane podczas relaksu wzbudzonych gatunków.

   • Naładowane cząstki (jony i elektrony):Może wchodzić w interakcje z powierzchniami.

   • Pola elektryczne.

4. Dlaczego jest potężny i wyjątkowy:

   • Niska temperatura:Może leczyć materiały wrażliwe na ciepło (tworzywa sztuczne, tkanki biologiczne, żywność) bez uszkodzeń termicznych.

   • Chemia reaktywna:Koktajl ROS, RNS, UV i jonów może skutecznie:

     • Zabij mikroorganizmy (bakterie, wirusy, grzyby, zarodniki).

     • Zmodyfikuj właściwości powierzchni (zwiększenie zwilżalności, adhezji, wydrukowania).

     • Degraduj zanieczyszczenia i toksyny.

     • Promuj określone reakcje chemiczne.

     • Stymuluj procesy biologiczne (np. Gocie rany, kiełkowanie nasion).

   • Proces suchy:Często nie wymaga cieczy ani trudnych chemikaliów.

   • Szybkie i wydajne:Reakcje zwykle występują szybko.

   • Przyjazny dla środowiska:Generalnie wytwarza minimalne odpady w porównaniu z metodami chemicznymi; Wygenerowane ozon/RNS rozkładają się naturalnie.

5. Główne aplikacje:

   • Sterylizacja i odkażanie:Instrumenty medyczne, materiały opakowaniowe, powierzchnie szpitalne, powierzchnie żywności (owoce, warzywa, mięso), obróbka wody, oczyszczanie powietrza.

   • Medycyna (medycyna plazmowa):Zaurzanie się ran i dezynfekcja (rany przewlekłe, oparzenia), badania terapii przeciwnowotworowej, stomatologia, leczenie skóry, krzepnięcie krwi.

   • Przetwarzanie materiałów i modyfikacja powierzchni:Poprawa przyczepności do farb/powłok/klejów, zwiększenie barwnika tekstylnego, powierzchnie czyszczenia, tworzenie funkcjonalnych powłok.

   • Przemysł spożywczy:Przedłużenie przydatności do użytku poprzez zabijanie patogenów i psucia organizmów na produktach, mięsie i opakowaniu; Zwiększenie kiełkowania nasion; Degradacja mikotoksyny.

   • Rolnictwo:Traktowanie nasion w celu poprawy wzrostu/oporności, kontroli chorób roślin.

   • Remediacja środowiska:Rozbijanie lotnych związków organicznych (LZO) w powietrzu, degradujące zanieczyszczenia organiczne w wodzie.

   • Elektronika:Trawienie, osadzanie, czyszczenie wafle i komponenty.

   • Energia:Reformowanie paliwa, wzmocnienie spalania.

Zasadniczo:Technologia zimnego plazmy wykorzystuje silną reaktywność częściowo zjonizowanego gazu w temperaturze bliskiej pokojowej. Oferuje wszechstronną, wydajną i często ekologiczną alternatywę dla tradycyjnych procesów termicznych, chemicznych lub promieniowania na różnych dziedzinach, szczególnie w przypadku głównych problemów wrażliwości na ciepło lub pozostałości chemicznych. Jest to szybko rozwijający się obszar badań i zastosowań przemysłowych.