Vad är kall plasmateknologi?

Kall plasmateknologi(även känd somIcke-termisk plasmaellerLågtemperaturplasma) är ett tillstånd av materia där en gas delvis joniseras, vilket genererar en unik blandning av reaktiva arterutanVärmningen av bulkgas betydligt. Här är en uppdelning:

1. Kärnkoncept:

   • Plasma kallas ofta "fjärde tillståndet" (utöver fast, vätska, gas). Den består av joner, fria elektroner, neutrala atomer/molekyler och olika upphetsade arter.

   • Itermisk/het plasma(Liksom i svetsbågar eller blixtar) är alla partiklar (elektroner, joner, neutrala) i nära termisk jämvikt vid mycket höga temperaturer (tusentals ° C).

   • Kall plasmauppnår ett icke-jämviktstillstånd. Elektroner är mycket energiska (10 000-100 000+ ° C-motsvarighet), men de tyngre jonerna och neutrala gasmolekyler förblir nära rumstemperatur (vanligtvis 25-60 ° C). Detta är nyckeln.

2. Hur det genereras:

   • Skapad genom att applicera ett starkt elektriskt fält (AC, DC, pulserat, mikrovågsugn, RF) på en gas (vanligtvis luft, syre, kväve, argon, helium eller blandningar) vid atmosfärstryck eller lågt tryck.

   • Vanliga generationsmetoder:

     • Dielektrisk barriärutlopp (DBD):Elektroder separerade med en dielektrisk barriär och en gasgap. Skapar filamentär eller diffus plasma.

     • Atmosfärisk tryckplasmatjet (APPJ):Gas flyter genom elektroder, vilket genererar en plasma av plasma riktad mot ett mål.

     • Corona -urladdning:Högspänningselektrod med en skarp punkt skapar plasma nära spetsen.

     • Kapacitiv eller induktivt kopplad RF -plasma.

3. Nyckelkomponenter och aktiva agenter:

   • Energiska elektroner:Kör reaktioner.

   • Reaktiva syrearter (ROS):Ozon (O₃), atomisk syre (O), singlett syre (¹O₂), superoxid (O₂⁻), hydroxylradikaler (· OH).

   • Reaktiva kvävearter (RNS):Kväveoxid (NO), kvävedioxid (NO₂), peroxynitrit (onoo⁻).

   • UV -fotoner:Släpps ut under avslappning av upphetsade arter.

   • Laddade partiklar (joner och elektroner):Kan interagera med ytor.

   • Elektriska fält.

4. Varför det är kraftfullt och unikt:

   • Låg temperatur:Kan behandla värmekänsliga material (plast, biologiska vävnader, mat) utan termisk skada.

   • Reaktiv kemi:Cocktailen av ROS, RNS, UV och joner kan effektivt:

     • Döda mikroorganismer (bakterier, virus, svampar, sporer).

     • Ändra ytegenskaper (förbättra vätbarhet, vidhäftning, utskrivbarhet).

     • Förnedra föroreningar och toxiner.

     • Främja specifika kemiska reaktioner.

     • Stimulera biologiska processer (t.ex. sårläkning, fröspiring).

   • Torr process:Kräver ofta inga vätskor eller hårda kemikalier.

   • Snabb och effektiv:Reaktioner förekommer vanligtvis snabbt.

   • Miljövänlig:Generellt producerar minimalt avfall jämfört med kemiska metoder; Genererad ozon/RN sönderdelas naturligt.

5. Stora applikationer:

   • Sterilisering och dekontaminering:Medicinska instrument, förpackningsmaterial, sjukhusytor, livsmedelsytor (frukt, grönsaker, kött), vattenbehandling, luftrening.

   • Medicin (plasmamedicin):Sårläkning och desinfektion (kroniska sår, brännskador), cancerterapiforskning, tandvård, hudbehandling, blodkoagulation.

   • Materialbehandling och ytmodifiering:Förbättring av vidhäftning för färger/beläggningar/lim, förbättra textildybarhet, rengöringsytor, skapa funktionella beläggningar.

   • Livsmedelsindustrin:Förlänga hållbarheten genom att döda patogener och förstörande organismer på produkter, kött och förpackningar; Fröens groddförbättring; Mycotoxin nedbrytning.

   • Lantbruk:Fröbehandling för förbättrad tillväxt/resistens, kontroll av växtsjukdomar.

   • Miljöförhållande:Bryt ned flyktiga organiska föreningar (VOC) i luft, nedbrytande organiska föroreningar i vatten.

   • Elektronik:Etsning, avsättning, rengöring av skivor och komponenter.

   • Energi:Bränslereformering, förbränning av förbränning.

I allt väsentligt:Kall plasmateknologi utnyttjar den potenta reaktiviteten hos en delvis joniserad gas vid nära rumstemperatur. Det erbjuder ett mångsidigt, effektivt och ofta miljövänligt alternativ till traditionella termiska, kemiska eller strålningsbaserade processer över olika fält, särskilt där värmekänslighet eller kemiska rester är stora problem. Det är ett snabbt framstegande område inom forskning och industriell tillämpning.