Công nghệ plasma lạnh(Còn được gọi làHuyết tương không nhiệthoặcHuyết tương nhiệt độ thấp) là một trạng thái vật chất trong đó một loại khí bị ion hóa một phần, tạo ra một hỗn hợp độc đáo của các loài phản ứngkhông cólàm nóng đáng kể khí khối lượng lớn. Đây là một sự cố:
-
Khái niệm cốt lõi:
-
Plasma thường được gọi là "trạng thái thứ tư của vật chất" (ngoài chất rắn, chất lỏng, khí). Nó bao gồm các ion, electron miễn phí, các nguyên tử/phân tử trung tính và các loài kích thích khác nhau.
-
TRONGhuyết tương nhiệt/nóng.
-
Huyết tương lạnhđạt được trạng thái không cân bằng. Các electron có năng lượng cao (tương đương 10.000-100.000+ ° C), nhưng các ion nặng hơn và các phân tử khí trung tính vẫn gần với nhiệt độ phòng (thường là 25-60 ° C). Đây là chìa khóa.
-
Nó được tạo như thế nào:
-
Được tạo ra bằng cách áp dụng một điện trường mạnh (AC, DC, xung, lò vi sóng, RF) vào khí (thường là không khí, oxy, nitơ, argon, helium hoặc hỗn hợp) ở áp suất khí quyển hoặc áp suất thấp.
-
Phương pháp thế hệ chung:
-
Xả hàng rào điện môi (DBD):Các điện cực cách nhau bởi một hàng rào điện môi và một khoảng cách khí. Tạo plasma sợi hoặc khuếch tán.
-
Máy bay phản lực plasma áp suất khí quyển (APPJ):Khí chảy qua các điện cực, tạo ra một khối plasma nhắm vào một mục tiêu.
-
Xả corona:Điện cực điện áp cao với một điểm sắc nét tạo ra plasma gần đầu.
-
Điện dung hoặc hiệu ứng kết hợp plasma RF.
-
Các thành phần chính & tác nhân hoạt động:
-
Electron năng lượng:Phản ứng thúc đẩy.
-
Các loại oxy phản ứng (ROS):Ozone (O₃), oxy nguyên tử (O), oxy singlet (¹o₂), superoxide (O₂⁻), các gốc hydroxyl (· OH).
-
Các loài nitơ phản ứng (RNS):Oxit nitric (NO), nitơ dioxide (NO₂), peroxynitrite (ONOO⁻).
-
Photon UV:Phát ra trong quá trình thư giãn của các loài phấn khích.
-
Các hạt tích điện (ion & electron):Có thể tương tác với các bề mặt.
-
Điện trường.
-
Tại sao nó mạnh mẽ và độc đáo:
-
Nhiệt độ thấp:Có thể xử lý các vật liệu nhạy cảm với nhiệt (nhựa, mô sinh học, thực phẩm) mà không bị tổn thương nhiệt.
-
Hóa học phản ứng:Cocktail của ROS, RNS, UV và các ion có thể hiệu quả:
-
Giết vi sinh vật (vi khuẩn, virus, nấm, bào tử).
-
Sửa đổi tính chất bề mặt (tăng cường độ ẩm, độ bám dính, khả năng in).
-
Làm suy giảm các chất ô nhiễm và độc tố.
-
Thúc đẩy các phản ứng hóa học cụ thể.
-
Kích thích các quá trình sinh học (ví dụ, chữa lành vết thương, sự nảy mầm của hạt).
-
Quy trình khô ráo:Thường không yêu cầu chất lỏng hoặc hóa chất khắc nghiệt.
-
Nhanh chóng và hiệu quả:Phản ứng thường xảy ra nhanh chóng.
-
Thân thiện với môi trường:Nói chung tạo ra chất thải tối thiểu so với các phương pháp hóa học; tạo ra ozone/rns phân hủy tự nhiên.
-
Các ứng dụng chính:
-
Khử trùng & khử nhiễm:Dụng cụ y tế, vật liệu đóng gói, bề mặt bệnh viện, bề mặt thực phẩm (trái cây, rau, thịt), xử lý nước, tinh chế không khí.
-
Y học (Y học Plasma):Chữa lành vết thương và khử trùng (vết thương mãn tính, bỏng), nghiên cứu điều trị ung thư, nha khoa, điều trị da, đông máu.
-
Xử lý vật liệu & sửa đổi bề mặt:Cải thiện độ bám dính cho sơn/lớp phủ/keo dán, tăng cường khả năng nhuộm dệt, làm sạch bề mặt, tạo ra lớp phủ chức năng.
-
Ngành công nghiệp thực phẩm:Mở rộng thời hạn sử dụng bằng cách tiêu diệt mầm bệnh và sinh vật hư hỏng trên sản phẩm, thịt và bao bì; Tăng cường nảy mầm hạt; Sự thoái hóa mycotoxin.
-
Nông nghiệp:Điều trị hạt giống để cải thiện tăng trưởng/kháng thuốc, kiểm soát bệnh thực vật.
-
Khắc phục môi trường:Phá vỡ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) trong không khí, làm giảm các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước.
-
Điện tử:Khắc, lắng đọng, làm sạch tấm và các thành phần.
-
Năng lượng:Cải cách nhiên liệu, tăng cường đốt cháy.
Về bản chất:Công nghệ plasma lạnh khai thác khả năng phản ứng mạnh mẽ của khí ion hóa một phần ở nhiệt độ gần phòng. Nó cung cấp một sự thay thế đa năng, hiệu quả và thường là thân thiện với môi trường cho các quá trình nhiệt, hóa chất hoặc bức xạ truyền thống trên các lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là khi độ nhạy nhiệt hoặc dư lượng hóa chất là mối quan tâm chính. Đó là một lĩnh vực tiến bộ nhanh chóng của ứng dụng nghiên cứu và công nghiệp.
