Apa itu teknologi plasma dingin?

Teknologi plasma dingin(juga dikenal sebagaiPlasma non-termalatauPlasma suhu rendah) adalah keadaan materi di mana gas sebagian terionisasi, menghasilkan campuran unik dari spesies reaktiftanpasecara signifikan memanaskan gas curah. Inilah gangguan:

1. Konsep inti:

   • Plasma sering disebut "keadaan keempat materi" (di luar padat, cair, gas). Terdiri dari ion, elektron bebas, atom/molekul netral, dan berbagai spesies tereksitasi.

   • Di dalamPlasma termal/panas(Seperti dalam busur pengelasan atau petir), semua partikel (elektron, ion, netral) berada di dekat keseimbangan termal pada suhu yang sangat tinggi (ribuan ° C).

   • Plasma dinginmencapai keadaan non-ekuilibrium. Elektron sangat berenergi (setara 10.000-100.000+ ° C), tetapi ion yang lebih berat dan molekul gas netral tetap mendekati suhu kamar (biasanya 25-60 ° C). Ini kuncinya.

2. Bagaimana itu dihasilkan:

   • Dibuat dengan menerapkan medan listrik yang kuat (AC, DC, berdenyut, microwave, RF) ke gas (biasanya udara, oksigen, nitrogen, argon, helium, atau campuran) pada tekanan atmosfer atau tekanan rendah.

   • Metode Generasi Umum:

     • Pengosongan penghalang dielektrik (DBD):Elektroda dipisahkan oleh penghalang dielektrik dan celah gas. Menciptakan plasma filamen atau difus.

     • Jet plasma tekanan atmosfer (appj):Gas mengalir melalui elektroda, menghasilkan gumpalan plasma yang diarahkan pada target.

     • Debit Corona:Elektroda tegangan tinggi dengan titik tajam menciptakan plasma di dekat ujung.

     • Plasma RF yang digabungkan secara kapasitif atau induktif.

3. Komponen utama & agen aktif:

   • Elektron yang energik:Reaksi drive.

   • Spesies oksigen reaktif (ROS):Ozon (O₃), oksigen atom (O), oksigen singlet (¹O₂), superoksida (O₂⁻), radikal hidroksil (· OH).

   • Spesies Nitrogen Reaktif (RNS):Nitric oxide (NO), nitrogen dioksida (NO₂), peroxynitrite (onoo⁻).

   • Foton UV:Dipancarkan selama relaksasi spesies tereksitasi.

   • Partikel bermuatan (ion & elektron):Dapat berinteraksi dengan permukaan.

   • Medan listrik.

4. Mengapa itu kuat & unik:

   • Suhu rendah:Dapat mengobati bahan sensitif panas (plastik, jaringan biologis, makanan) tanpa kerusakan termal.

   • Kimia Reaktif:Koktail ROS, RNS, UV, dan ion dapat secara efisien:

     • Bunuh mikroorganisme (bakteri, virus, jamur, spora).

     • Memodifikasi sifat permukaan (meningkatkan keterbasahan, adhesi, kemampuan cetak).

     • Merendahkan polutan dan racun.

     • Mempromosikan reaksi kimia tertentu.

     • Merangsang proses biologis (mis., Penyembuhan luka, perkecambahan benih).

   • Proses kering:Seringkali tidak membutuhkan cairan atau bahan kimia yang keras.

   • Cepat & efisien:Reaksi biasanya terjadi dengan cepat.

   • Ramah lingkungan:Umumnya menghasilkan limbah minimal dibandingkan dengan metode kimia; Ozon/RN yang dihasilkan terurai secara alami.

5. Aplikasi utama:

   • Sterilisasi & Dekontaminasi:Instrumen medis, bahan pengemasan, permukaan rumah sakit, permukaan makanan (buah -buahan, sayuran, daging), pengolahan air, pemurnian udara.

   • Kedokteran (obat plasma):Penyembuhan dan desinfeksi luka (luka kronis, luka bakar), penelitian terapi kanker, kedokteran gigi, perawatan kulit, koagulasi darah.

   • Pemrosesan Bahan & Modifikasi Permukaan:Meningkatkan adhesi untuk cat/pelapis/lem, meningkatkan kecaman tekstil, permukaan pembersih, membuat pelapis fungsional.

   • Industri Makanan:Memperpanjang kehidupan rak dengan membunuh patogen dan organisme pembusukan pada produk, daging, dan kemasan; peningkatan perkecambahan biji; Degradasi mikotoksin.

   • Pertanian:Perawatan benih untuk peningkatan pertumbuhan/resistensi, kontrol penyakit tanaman.

   • Remediasi Lingkungan:Memecah senyawa organik yang mudah menguap (VOC) di udara, merendahkan polutan organik dalam air.

   • Elektronik:Etsa, deposisi, wafer pembersih dan komponen.

   • Energi:Reformasi bahan bakar, peningkatan pembakaran.

Intinya:Teknologi plasma dingin memanfaatkan reaktivitas kuat dari gas terionisasi sebagian pada suhu dekat ruang. Ini menawarkan alternatif yang serba guna, efisien, dan seringkali ramah lingkungan untuk proses termal, kimia, atau berbasis radiasi tradisional di berbagai bidang, terutama di mana sensitivitas panas atau residu kimia menjadi perhatian utama. Ini adalah bidang penelitian dan aplikasi industri yang maju dengan cepat.