Soğuk plazma teknolojisi nedir?

Soğuk plazma teknolojisi(olarak da bilinirTermal olmayan plazmaveyaDüşük sıcaklık plazması), bir gazın kısmen iyonize olduğu ve reaktif türlerin eşsiz bir karışımı üreten bir madde durumudur.olmadandökme gazın önemli ölçüde ısıtılması. İşte bir döküm:

1. Çekirdek Konsept:

   • Plazma genellikle "maddenin dördüncü durumu" olarak adlandırılır (katı, sıvı, gazın ötesinde). İyonlar, serbest elektronlar, nötr atomlar/moleküller ve çeşitli uyarılmış türlerden oluşur.

   • İçindetermal/sıcak plazma(Kaynak yaylarında veya yıldırımlarda olduğu gibi), tüm parçacıklar (elektronlar, iyonlar, nötrler) çok yüksek sıcaklıklarda (binlerce ° C) termal dengeye yakındır.

   • Soğuk plazmaDenge olmayan bir durum elde eder. Elektronlar oldukça enerjiktir (10.000-100.000+ ° C eşdeğeri), ancak daha ağır iyonlar ve nötr gaz molekülleri oda sıcaklığına yakın kalır (tipik olarak 25-60 ° C). Bu çok önemli.

2. Nasıl oluşturulur:

   • Atmosferik basınçta veya düşük basınçta bir gaza (genellikle hava, oksijen, azot, argon, helyum veya karışımlar) güçlü bir elektrik alanı (AC, DC, darbeli, mikrodalga, RF) uygulanarak oluşturulur.

   • Ortak Nesil Yöntemler:

     • Dielektrik bariyer deşarjı (DBD):Bir dielektrik bariyer ve bir gaz boşluğu ile ayrılmış elektrotlar. Filamentr veya dağınık plazma oluşturur.

     • Atmosferik Basınç Plazma Jet (APPJ):Gaz elektrotlardan akar, bir hedefe yönelik bir plazma tüyü üretir.

     • Corona Deşarjı:Keskin bir noktaya sahip yüksek voltajlı elektrot, ucun yakınında plazma oluşturur.

     • Kapasitif veya endüktif olarak bağlanmış RF plazması.

3. Temel Bileşenler ve Aktif Aracılar:

   • Enerjik elektronlar:Tahrik reaksiyonları.

   • Reaktif oksijen türleri (ROS):Ozon (O₃), atomik oksijen (O), tekli oksijen (¹o₂), süperoksit (O₂⁻), hidroksil radikalleri (· OH).

   • Reaktif Azot Türleri (RNS):Nitrik oksit (NO), azot dioksit (NO₂), peroksinitrit (ONOO⁻).

   • UV fotonları:Heyecanlı türlerin gevşemesi sırasında yayılır.

   • Yüklü parçacıklar (iyonlar ve elektronlar):Yüzeylerle etkileşime girebilir.

   • Elektrik alanları.

4. Neden güçlü ve benzersiz:

   • Düşük sıcaklık:Termal hasar olmadan ısıya duyarlı malzemeleri (plastik, biyolojik doku, gıda) tedavi edebilir.

   • Reaktif Kimya:ROS, RNS, UV ve iyonların kokteyli verimli bir şekilde olabilir:

     • Mikroorganizmaları (bakteriler, virüsler, mantarlar, sporlar) öldürün.

     • Yüzey özelliklerini değiştirin (ıslanabilirliği, yapışmayı, yazdırılabilirliği arttırın).

     • Kirleticileri ve toksinleri bozun.

     • Spesifik kimyasal reaksiyonları teşvik edin.

     • Biyolojik süreçleri uyarır (örn. Yara iyileşmesi, tohum çimlenmesi).

   • Kuru Süreç:Genellikle sıvı veya sert kimyasal gerektirmez.

   • Hızlı ve Verimli:Reaksiyonlar tipik olarak hızla ortaya çıkar.

   • Çevre Dostu:Genellikle kimyasal yöntemlere kıyasla minimal atık üretir; Üretilen ozon/RN'ler doğal olarak ayrışır.

5. Başlıca uygulamalar:

   • Sterilizasyon ve dekontaminasyon:Tıbbi aletler, ambalaj malzemeleri, hastane yüzeyleri, gıda yüzeyleri (meyve, sebze, et), su arıtma, hava saflaştırma.

   • Tıp (Plazma Tıbbı):Yara iyileşmesi ve dezenfeksiyonu (kronik yaralar, yanıklar), kanser tedavisi araştırması, diş hekimliği, cilt tedavisi, kan pıhtılaşması.

   • Malzeme İşleme ve Yüzey Değişikliği:Boyalar/kaplamalar/tutkallar için yapışmanın iyileştirilmesi, tekstil boynuluğunun arttırılması, yüzeylerin temizlenmesi, fonksiyonel kaplamalar oluşturma.

   • Gıda Endüstrisi:Ürün, et ve ambalaj üzerinde patojenleri ve bozulma organizmalarını öldürerek raf ömrünün uzatılması; tohum çimlenme artışı; Mikotoksin bozulması.

   • Tarım:Gelişmiş büyüme/direnç için tohum tedavisi, bitki hastalığı kontrolü.

   • Çevresel iyileştirme:Havadaki uçucu organik bileşiklerin (VOC) parçalanması, sudaki organik kirleticileri bozan.

   • Elektronik:Dring, biriktirme, temizleme gofret ve bileşenler.

   • Enerji:Yakıt reformu, yanma artışı.

Özünde:Soğuk plazma teknolojisi, kısmen iyonize bir gazın yakın oda sıcaklığında güçlü reaktivitesini kullanır. Özellikle ısı hassasiyeti veya kimyasal kalıntıların büyük kaygılar olduğu yerlerde, çeşitli alanlarda geleneksel termal, kimyasal veya radyasyon bazlı süreçlere çok yönlü, verimli ve genellikle çevre dostu bir alternatif sunar. Hızla ilerleyen bir araştırma ve endüstriyel uygulama alanıdır.