Hva er kald plasmateknologi?

Kald plasmateknologi(Også kjent somIkke-termisk plasmaellerPlasma med lav temperatur) er en tilstand av materie der en gass delvis ioniseres, og genererer en unik blanding av reaktive arterutenOppvarming av bulkgassen betydelig. Her er et sammenbrudd:

1. Kjernekonsept:

   • Plasma kalles ofte den "fjerde tilstanden av materie" (utover fast, væske, gass). Den består av ioner, frie elektroner, nøytrale atomer/molekyler og forskjellige eksiterte arter.

   • ITermisk/varmt plasma(som i sveisebuer eller lyn), alle partikler (elektroner, ioner, nøytrale) er i nær termisk likevekt ved veldig høye temperaturer (tusenvis av ° C).

   • Kald plasmaoppnår en ikke-likevekt tilstand. Elektroner er sterkt energiske (10.000-100.000+ ° C-ekvivalent), men de tyngre ionene og nøytrale gassmolekyler forblir nær romtemperatur (typisk 25-60 ° C). Dette er nøkkelen.

2. Hvordan det er generert:

   • Opprettet ved å bruke et sterkt elektrisk felt (AC, DC, pulserende, mikrobølgeovn, RF) på en gass (ofte luft, oksygen, nitrogen, argon, helium eller blandinger) ved atmosfæretrykk eller lavt trykk.

   • Vanlige generasjonsmetoder:

     • Dielektrisk barriereutladning (DBD):Elektroder atskilt med en dielektrisk barriere og et gassgap. Skaper filamentær eller diffus plasma.

     • Atmosfærisk trykkplasmastjett (APPJ):Gass strømmer gjennom elektroder, og genererer en plum plasma rettet mot et mål.

     • Corona utflod:Høyspentelektrode med et skarpt punkt skaper plasma nær spissen.

     • Kapasitive eller induktivt koblet RF -plasma.

3. Nøkkelkomponenter og aktive agenter:

   • Energiske elektroner:Kjør reaksjoner.

   • Reaktive oksygenarter (ROS):Ozon (O₃), atomoksygen (O), singlet oksygen (¹o₂), superoksyd (O₂⁻), hydroksylradikaler (· OH).

   • Reaktive nitrogenarter (RNS):Nitrogenoksid (NO), nitrogendioksid (NO₂), peroksynitritt (Onoo⁻).

   • UV -fotoner:Avgitt under avslapning av spente arter.

   • Ladede partikler (ioner og elektroner):Kan samhandle med overflater.

   • Elektriske felt.

4. Hvorfor det er kraftig og unikt:

   • Lav temperatur:Kan behandle varmefølsomme materialer (plast, biologisk vev, mat) uten termisk skade.

   • Reaktiv kjemi:Cocktailen til ROS, RNS, UV og ioner kan effektivt:

     • Drep mikroorganismer (bakterier, virus, sopp, sporer).

     • Endre overflateegenskaper (forbedrer fuktbarhet, vedheft, utskriftsbarhet).

     • Nedbryt miljøgifter og giftstoffer.

     • Fremme spesifikke kjemiske reaksjoner.

     • Stimulere biologiske prosesser (f.eks. Sårheling, spiring av frø).

   • Tørr prosess:Krever ofte ingen væsker eller harde kjemikalier.

   • Rask og effektiv:Reaksjoner forekommer vanligvis raskt.

   • Miljøvennlig:Generelt produserer minimalt avfall sammenlignet med kjemiske metoder; Generert ozon/RN -er dekomponerer naturlig.

5. Store applikasjoner:

   • Sterilisering og dekontaminering:Medisinske instrumenter, emballasjematerialer, sykehusoverflater, matoverflater (frukt, grønnsaker, kjøtt), vannbehandling, luftrensing.

   • Medisin (plasmamedisin):Sårheling og desinfeksjon (kroniske sår, forbrenninger), kreftterapiforskning, tannbehandling, hudbehandling, blodkoagulering.

   • Materialbehandling og overflatemodifisering:Forbedring av vedheft for maling/belegg/lim, forbedring av tekstilbehandling, rengjøringsflater, skape funksjonelle belegg.

   • Matindustri:Utvide holdbarheten ved å drepe patogener og ødelegge organismer på råvarer, kjøtt og emballasje; Forbedring av frø spiring; Mykotoksin -nedbrytning.

   • Jordbruk:Frøbehandling for forbedret vekst/resistens, plantesykdomskontroll.

   • Miljøsanering:Bryt ned flyktige organiske forbindelser (VOC) i luft, nedbrytende organiske miljøgifter i vann.

   • Elektronikk:Etsing, avsetning, rengjøring av skiver og komponenter.

   • Energi:Drivstoffreformering, forbrenningsforbedring.

I hovedsak:Kald plasmateknologi utnytter den potente reaktiviteten til en delvis ionisert gass ved nært romtemperatur. Det tilbyr et allsidig, effektivt og ofte miljøvennlig alternativ til tradisjonelle termiske, kjemiske eller strålingsbaserte prosesser på tvers av forskjellige felt, spesielt der varmefølsomhet eller kjemiske rester er store bekymringer. Det er et raskt fremskritt område med forskning og industriell anvendelse.