Que é a tecnoloxía de plasma frío?

Tecnoloxía de plasma frío(tamén coñecido comoPlasma non térmicoouPlasma a baixa temperatura) é un estado de materia onde un gas está parcialmente ionizado, xerando unha mestura única de especies reactivassenquentando significativamente o gas a granel. Aquí tes unha avaría:

1. Concepto básico:

   • O plasma chámase a miúdo o "cuarto estado da materia" (máis aló do sólido, líquido, gas). Consta de ións, electróns libres, átomos/moléculas neutras e diversas especies excitadas.

   • EnPlasma térmico/quente(Como nos arcos de soldadura ou no raio), todas as partículas (electróns, ións, neutrais) están en equilibrio térmico próximo a temperaturas moi altas (miles de ° C).

   • Plasma fríoconsegue un estado de non equilibrio. Os electróns están moi energizados (10.000-100.000+ ° C equivalentes), pero os ións máis pesados ​​e as moléculas de gas neutro permanecen preto da temperatura ambiente (normalmente 25-60 ° C). Isto é clave.

2. Como se xera:

   • Creado aplicando un forte campo eléctrico (AC, DC, pulsado, microondas, RF) a un gas (normalmente aire, osíxeno, nitróxeno, argón, helio ou mesturas) a presión atmosférica ou baixa presión.

   • Métodos de xeración común:

     • Descarga de barreira dieléctrica (DBD):Electrodos separados por unha barreira dieléctrica e unha fenda de gas. Crea un plasma filamentario ou difuso.

     • Jet de plasma de presión atmosférica (APPJ):O gas flúe a través de electrodos, xerando un penacho de plasma dirixido a un obxectivo.

     • Descarga da corona:O electrodo de alta tensión cun punto afiado crea plasma preto da punta.

     • Plasma RF acoplado capacitivamente ou indutivamente.

3. Compoñentes clave e axentes activos:

   • Electróns enerxéticos:Reaccións de condución.

   • Especies reactivas de osíxeno (ROS):Ozono (O₃), osíxeno atómico (O), osíxeno singlet (¹O₂), superóxido (O₂⁻), radicais hidroxilo (· OH).

   • Especies reactivas de nitróxeno (RNS):Óxido nítrico (NO), dióxido de nitróxeno (NO₂), peroxinitrita (ONOO⁻).

   • Fotóns UV:Emitido durante a relaxación de especies excitadas.

   • Partículas cargadas (ións e electróns):Pode interactuar con superficies.

   • Campos eléctricos.

4. Por que é poderoso e único:

   • Temperatura baixa:Pode tratar materiais sensibles á calor (plásticos, tecidos biolóxicos, alimentos) sen danos térmicos.

   • Química reactiva:O cóctel de ROS, RNS, UV e ións pode de forma eficiente:

     • Matar microorganismos (bacterias, virus, fungos, esporas).

     • Modificar as propiedades da superficie (mellorar a humedibilidade, a adhesión, a impresión).

     • Degrade os contaminantes e as toxinas.

     • Promover reaccións químicas específicas.

     • Estimular os procesos biolóxicos (por exemplo, curación de feridas, xerminación de sementes).

   • Proceso seco:Moitas veces non require líquidos nin produtos químicos duros.

   • Rápido e eficiente:As reaccións ocorren normalmente rapidamente.

   • Ecolóxico:Xeralmente produce residuos mínimos en comparación cos métodos químicos; O ozono xerado/RNS descompoñen de forma natural.

5. Principal Aplicacións:

   • Esterilización e descontaminación:Instrumentos médicos, materiais de envasado, superficies hospitalarias, superficies de alimentos (froitas, verduras, carne), tratamento de auga, purificación do aire.

   • Medicina (Medicina do Plasma):Curación e desinfección de feridas (feridas crónicas, queimaduras), investigación de terapia contra o cancro, odontoloxía, tratamento da pel, coagulación de sangue.

   • Procesamento de materiais e modificación da superficie:Mellorar a adhesión para pinturas/revestimentos/pegamentos, mellorar a diabilidade téxtil, limpar as superficies, crear revestimentos funcionais.

   • Industria alimentaria:Ampliar a vida útil matando patóxenos e organismos de estragos en produtos, carne e envases; mellora da xerminación das sementes; degradación da micotoxina.

   • Agricultura:Tratamento das sementes para un crecemento/resistencia mellorada, control da enfermidade das plantas.

   • Remediación ambiental:Romper compostos orgánicos volátiles (COV) no aire, degradando os contaminantes orgánicos na auga.

   • Electrónica:Gravado, deposición, limpeza de obleas e compoñentes.

   • Enerxía:Reforma de combustible, mellora da combustión.

En esencia:A tecnoloxía de plasma frío aproveita a potente reactividade dun gas parcialmente ionizado a temperatura case do cuarto. Ofrece unha alternativa versátil, eficiente e a miúdo ecolóxica aos procesos tradicionais térmicos, químicos ou baseados na radiación en diversos campos, especialmente onde a sensibilidade á calor ou os residuos químicos son importantes preocupacións. É unha área avanzada rapidamente de investigación e aplicación industrial.