Technologie studené plazmy(také známý jakoNetermální plazmaneboPlazma s nízkou teplotou) je stav hmoty, kde je plyn částečně ionizován, a generuje jedinečnou kombinaci reaktivních druhůbezVýznamné zahřívání hromadného plynu. Tady je porucha:
-
Základní koncept:
-
Plazma se často nazývá „čtvrtý stav hmoty“ (za pevný, kapalina, plyn). Skládá se z iontů, volných elektronů, neutrálních atomů/molekul a různých vzrušených druhů.
-
VTepelná/horká plazma(Stejně jako při svařovacích obloucích nebo blesku) jsou všechny částice (elektrony, ionty, neutrály) v téměř tepelné rovnováze při velmi vysokých teplotách (tisíce ° C).
-
Studená plazmadosahuje nerovnovážného stavu. Elektrony jsou vysoce energizované (ekvivalent 10 000–100 000+ ° C), ale těžší ionty a neutrální molekuly plynu zůstávají blízko teplotě místnosti (obvykle 25-60 ° C). To je klíčové.
-
Jak je generováno:
-
Vytvořeno nanesením silného elektrického pole (AC, DC, pulzní, mikrovlnné trouby, RF) na plyn (obvykle vzduch, kyslík, dusík, argon, helium nebo směsi) při atmosférickém tlaku nebo nízkém tlaku.
-
Běžné metody generace:
-
Výboj dielektrické bariéry (DBD):Elektrody oddělené dielektrickou bariérou a plynovou mezerou. Vytváří vlákninu nebo difúzní plazmu.
-
Atmosférický tlak plazmové trysky (APPJ):Plyn protéká elektrodami a vytváří oblak plazmy zaměřeného na cíl.
-
Propuštění korony:Vysokopěťová elektroda s ostrým bodem vytváří plazmu poblíž špičky.
-
Kapacitně nebo indukčně vázaná RF plazma.
-
Klíčové komponenty a aktivní agenty:
-
Energetické elektrony:Reakce pohonu.
-
Reaktivní druhy kyslíku (ROS):Ozon (O₃), atomový kyslík (O), singletový kyslík (¹o₂), superoxid (O₂⁻), hydroxylové radikály (· OH).
-
Reaktivní druhy dusíku (RNS):Oxid dusnatý (NO), oxid dusík (NO₂), peroxynitrit (Onoo⁻).
-
UV fotony:Emitováno během relaxace vzrušených druhů.
-
Nabité částice (ionty a elektrony):Může interagovat s povrchy.
-
Elektrická pole.
-
Proč je mocný a jedinečný:
-
Nízká teplota:Může léčit materiály citlivé na teplo (plasty, biologické tkáně, jídlo) bez tepelného poškození.
-
Reaktivní chemie:Koktejl ROS, RN, UV a iontů může efektivně:
-
Zabíjejte mikroorganismy (bakterie, viry, houby, spóry).
-
Modifikujte povrchové vlastnosti (zvyšujte smáčivost, adhezi, tisknutelnost).
-
Degradujte znečišťující látky a toxiny.
-
Podporují specifické chemické reakce.
-
Stimulují biologické procesy (např. Hojení ran, klíčení semen).
-
Suchý proces:Často nevyžadují žádné kapaliny ani drsné chemikálie.
-
Rychle a efektivní:Reakce se obvykle vyskytují rychle.
-
Ekologické přátelské:Obecně produkuje minimální odpad ve srovnání s chemickými metodami; Generovaný ozon/RNS se přirozeně rozkládá.
-
Hlavní aplikace:
-
Sterilizace a dekontaminace:Lékařské nástroje, obalové materiály, nemocniční povrchy, povrchy potravin (ovoce, zelenina, maso), úprava vody, čištění vzduchu.
-
Medicína (plazmová medicína):Léčení a dezinfekce ran (chronické rány, popáleniny), výzkum terapie rakoviny, stomatologie, kožní ošetření, koagulace krve.
-
Zpracování materiálů a úprava povrchu:Zlepšení adheze pro barvy/povlaky/lepidla, zvyšování textilního barvivosti, čisticí povrchy, vytváření funkčních povlaků.
-
Potravinářský průmysl:Prodloužení života police zabíjením patogenů a kazících organismů na produkcích, masu a balení; Zvýšení klíčení semen; Degradace mykotoxinu.
-
Zemědělství:Léčba osiva pro zlepšení růstu/rezistence, kontrola onemocnění rostlin.
-
Environmentální sanace:Rozkládání těkavých organických sloučenin (VOC) ve vzduchu, degradující organické znečišťující látky ve vodě.
-
Elektronika:Leptání, depozice, čisticí oplatky a komponenty.
-
Energie:Reformování paliva, zlepšení spalování.
V podstatě:Technologie studené plazmy využívá silnou reaktivitu částečně ionizovaného plynu při teplotě blízkého pokoje. Nabízí všestrannou, efektivní a často ekologickou alternativu k tradičním tepelným, chemickým nebo radiačním procesům napříč různými oblastmi, zejména tam, kde jsou hlavní obavy citlivosti na teplo nebo chemické zbytky. Je to rychle se rozvíjející oblast výzkumu a průmyslové aplikace.
