Què és la tecnologia de plasma fred?

Tecnologia de plasma fred(també conegut comPlasma no tèrmicoPlasma a baixa temperatura) és un estat de matèria on un gas està parcialment ionitzat, generant una barreja única d’espècies reactivessenseescalfant significativament el gas a granel. Aquí teniu un desglossament:

1. Concepte bàsic:

   • El plasma s’anomena sovint el “quart estat de la matèria” (més enllà del sòlid, líquid, gas). Consta d’ions, electrons lliures, àtoms/molècules neutres i diverses espècies excitades.

   • Dins dePlasma tèrmic/calent(com en els arcs de soldadura o els llamps), totes les partícules (electrons, ions, neutrals) es troben en un equilibri tèrmic proper a temperatures molt altes (milers de ° C).

   • Plasma fredaconsegueix un estat de no equilibri. Els electrons estan molt energitzats (equivalents de 10.000-100.000+ ° C), però els ions més pesats i les molècules de gas neutre es mantenen a prop de la temperatura ambient (normalment 25-60 ° C). Això és clau.

2. Com es genera:

   • Creat mitjançant l’aplicació d’un camp elèctric fort (AC, DC, polsat, microones, RF) a un gas (comunament aire, oxigen, nitrogen, argó, heli o barreges) a pressió atmosfèrica o baixa pressió.

   • Mètodes de generació comuna:

     • Descàrrega de barrera dielèctrica (DBD):Elèctrodes separats per una barrera dielèctrica i una bretxa de gas. Crea plasma filamentària o difús.

     • Jet de plasma de pressió atmosfèrica (APPJ):El gas flueix a través dels elèctrodes, generant un plomall de plasma dirigit a un objectiu.

     • Descàrrega de corona:Elèctrode d’alta tensió amb un punt afilat crea plasma a prop de la punta.

     • Plasma RF acoblat de forma capacitiva o inductiva.

3. Components clau i agents actius:

   • Electrons energètics:Reaccions de conducció.

   • Espècies reactives d’oxigen (ROS):Ozó (O₃), oxigen atòmic (O), oxigen singlet (¹o₂), superòxid (O₂⁻), radicals hidroxil (· OH).

   • Espècies reactives de nitrogen (RNS):L’òxid nítric (NO), el diòxid de nitrogen (No₂), el peroxinitrit (onoo⁻).

   • Photons UV:Emès durant la relaxació d’espècies excitades.

   • Partícules carregades (ions i electrons):Pot interactuar amb superfícies.

   • Camps elèctrics.

4. Per què és potent i únic:

   • Temperatura baixa:Pot tractar materials sensibles a la calor (plàstics, teixits biològics, aliments) sense danys tèrmics.

   • Química reactiva:El còctel de ROS, RNS, UV i ions pot de manera eficient:

     • Mata els microorganismes (bacteris, virus, fongs, espores).

     • Modifiqueu les propietats de la superfície (milloreu la humectació, l’adhesió, la impressió).

     • Degradar contaminants i toxines.

     • Promoure reaccions químiques específiques.

     • Estimular els processos biològics (per exemple, curació de ferides, germinació de les llavors).

   • Procés sec:Sovint no requereix líquids ni productes químics durs.

   • Ràpid i eficient:Les reaccions es produeixen normalment ràpidament.

   • Respectuós amb el medi ambient:Generalment produeix residus mínims en comparació amb els mètodes químics; generat ozó/RNS es descompon de forma natural.

5. Aplicacions principals:

   • Esterilització i descontaminació:Instruments mèdics, materials d’embalatge, superfícies hospitalàries, superfícies d’aliments (fruites, verdures, carn), tractament d’aigua, purificació d’aire.

   • Medicina (Medicina de Plasma):Curació i desinfecció de ferides (ferides cròniques, cremades), investigació de teràpia contra el càncer, odontologia, tractament de la pell, coagulació en sang.

   • Processament de materials i modificació de la superfície:Millora de l’adhesió per a pintures/recobriments/coles, millorant la dipilitat tèxtil, netejant superfícies, creant recobriments funcionals.

   • Indústria alimentària:Ampliar la vida útil matant patògens i organismes de malbaratament en productes, carn i envasos; Millora de germinació de llavors; Degradació de la micotoxina.

   • Agricultura:Tractament de llavors per millorar el creixement/resistència, el control de les malalties de les plantes.

   • Remediació ambiental:Desglossant compostos orgànics volàtils (COV) a l’aire, degradant contaminants orgànics en l’aigua.

   • Electrònica:Gravatge, deposició, neteja de hòsties i components.

   • Energia:Reforma del combustible, millora de la combustió.

En essència:La tecnologia de plasma fred aprofita la potent reactivitat d’un gas parcialment ionitzat a la temperatura propera. Ofereix una alternativa versàtil, eficient i sovint ecològica als processos tradicionals, químics o basats en radiació en diversos camps, especialment quan la sensibilitat de la calor o els residus químics són preocupacions principals. És un àmbit de recerca i aplicació industrial ràpidament.