什麼是冷等離子體技術？

冷等離子體技術（也稱為非熱等離子體或者低溫等離子體）是氣體部分電離的物質狀態，產生了反應性物種的獨特混合物沒有顯著加熱散裝氣體。這是一個故障：

1. 核心概念：

   • 血漿通常稱為“物質的第四個狀態”（固體，液體，氣體）。它由離子，游離電子，中性原子/分子和各種激發物種組成。

   • 在熱/熱等離子體（例如，在焊接弧或閃電中），在非常高的溫度（數千°C）下，所有顆粒（電子，離子，中性物質）都處於熱平衡狀態。

   • 冷等離子體達到非平衡狀態。電子高度能量（10,000-100,000+°C相當），但是較重的離子和中性氣體分子保持接近室溫（通常為25-60°C）。這是關鍵。

2. 如何生成：

   • 通過在大氣壓或低壓下將強電場（AC，DC，脈衝，微波，RF）應用於氣體（通常為空氣，氧氣，氮，氬，氦或混合物）的強度。

   • 普通一代方法：

     • 介電屏障排放（DBD）：電極被介電屏障和氣體間隙隔開。創建絲狀或瀰漫性等離子體。

     • 大氣壓等離子體噴氣（APPJ）：氣體流過電極，產生針對目標的血漿。

     • 電暈放電：高壓電極具有尖銳的點會在尖端附近產生等離子體。

     • 電容或電感耦合的RF等離子體。

3. 關鍵組件和活性代理：

   • 充滿活力的電子：驅動反應。

   • 活性氧（ROS）：臭氧（O₃），原子氧（O），單線氧（O₂），超氧化物（O₂⁻），羥基自由基（·OH）。

   • 反應性氮種（RNS）：一氧化氮（NO），二氧化氮（NO₂），過氧亞硝酸鹽（ONOO⁻）。

   • 紫外光子：在放鬆激發物種的過程中排放。

   • 帶電顆粒（離子和電子）：可以與表面相互作用。

   • 電場。

4. 為什麼它具有強大和獨特的方式：

   • 低溫：可以治療無熱損傷的熱敏感材料（塑料，生物組織，食物）。

   • 反應性化學：ROS，RN，UV和離子的雞尾酒可以有效：

     • 殺死微生物（細菌，病毒，真菌，孢子）。

     • 修改表面特性（增強潤濕性，粘附性，可打印性）。

     • 降解污染物和毒素。

     • 促進特定的化學反應。

     • 刺激生物學過程（例如，傷口癒合，種子發芽）。

   • 幹過程：通常不需要液體或苛刻的化學物質。

   • 快速高效：反應通常迅速發生。

   • 環保：與化學方法相比，通常會產生最小的廢物。產生的臭氧/RNS自然分解。

5. 主要應用程序：

   • 滅菌與淨化：醫療儀器，包裝材料，醫院表面，食物表面（水果，蔬菜，肉），水處理，空氣淨化。

   • 醫學（血漿醫學）：傷口癒合和消毒（慢性傷口，燒傷），癌症治療研究，牙科，皮膚治療，血液凝結。

   • 材料處理和表面修飾：改善油漆/塗料/膠水的粘附，增強紡織染色性，清潔表面，創建功能性塗料。

   • 食品行業：通過在農產品，肉類和包裝上殺死病原體和變質生物來擴大保質期；種子發芽增強；黴菌毒素降解。

   • 農業：種子處理改善生長/抗性，植物性疾病控制。

   • 環境修復：分解空氣中的揮發性有機化合物（VOC），使水中有機污染物降解。

   • 電子：蝕刻，沉積，清潔晶片和成分。

   • 活力：燃料改革，增強燃燒。

本質上：冷等離子體技術可利用近室溫度下部分電離氣體的有效反應性。它提供了一種多功能，高效且通常是環保的替代方案，可替代各種領域的傳統熱，化學或輻射過程，尤其是在熱敏性或化學殘留物是主要問題的情況下。這是研究和工業應用的快速發展領域。