什么是冷等离子体技术？

冷等离子体技术（也称为非热等离子体或者低温等离子体）是气体部分电离的物质状态，产生了反应性物种的独特混合物没有显着加热散装气体。这是一个故障：

1. 核心概念：

   • 血浆通常称为“物质的第四个状态”（固体，液体，气体）。它由离子，游离电子，中性原子/分子和各种激发物种组成。

   • 在热/热等离子体（例如，在焊接弧或闪电中），在非常高的温度（数千°C）下，所有颗粒（电子，离子，中性物质）都处于热平衡状态。

   • 冷等离子体达到非平衡状态。电子高度能量（10,000-100,000+°C相当），但是较重的离子和中性气体分子保持接近室温（通常为25-60°C）。这是关键。

2. 如何生成：

   • 通过在大气压或低压下将强电场（AC，DC，脉冲，微波，RF）应用于气体（通常为空气，氧气，氮，氩，氦或混合物）的强度。

   • 普通一代方法：

     • 介电屏障排放（DBD）：电极被介电屏障和气体间隙隔开。创建丝状或弥漫性等离子体。

     • 大气压等离子体喷气（APPJ）：气体流过电极，产生针对目标的血浆。

     • 电晕放电：高压电极具有尖锐的点会在尖端附近产生等离子体。

     • 电容或电感耦合的RF等离子体。

3. 关键组件和活性代理：

   • 充满活力的电子：驱动反应。

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

   • 反应性氮种（RNS）：一氧化氮（NO），二氧化氮（NO₂），过氧亚硝酸盐（ONOO⁻）。

   • 紫外光子：在放松激发物种的过程中排放。

   • 带电颗粒（离子和电子）：可以与表面相互作用。

   • 电场。

4. 为什么它具有强大和独特的方式：

   • 低温：可以治疗无热损伤的热敏感材料（塑料，生物组织，食物）。

   • 反应性化学：ROS，RN，UV和离子的鸡尾酒可以有效：

     • 杀死微生物（细菌，病毒，真菌，孢子）。

     • 修改表面特性（增强润湿性，粘附性，可打印性）。

     • 降解污染物和毒素。

     • 促进特定的化学反应。

     • 刺激生物学过程（例如，伤口愈合，种子发芽）。

   • 干过程：通常不需要液体或苛刻的化学物质。

   • 快速高效：反应通常迅速发生。

   • 环保：与化学方法相比，通常会产生最小的废物。产生的臭氧/RNS自然分解。

5. 主要应用程序：

   • 灭菌与净化：医疗仪器，包装材料，医院表面，食物表面（水果，蔬菜，肉），水处理，空气净化。

   • 医学（血浆医学）：伤口愈合和消毒（慢性伤口，烧伤），癌症治疗研究，牙科，皮肤治疗，血液凝结。

   • 材料处理和表面修饰：改善油漆/涂料/胶水的粘附，增强纺织染色性，清洁表面，创建功能性涂料。

   • 食品行业：通过在农产品，肉类和包装上杀死病原体和变质生物来扩大保质期；种子发芽增强；霉菌毒素降解。

   • 农业：种子处理改善生长/抗性，植物性疾病控制。

   • 环境修复：分解空气中的挥发性有机化合物（VOC），使水中有机污染物降解。

   • 电子：蚀刻，沉积，清洁晶片和成分。

   • 活力：燃料改革，增强燃烧。

本质上：冷等离子体技术可利用近室温度下部分电离气体的有效反应性。它提供了一种多功能，高效且通常是环保的替代方案，可替代各种领域的传统热，化学或辐射过程，尤其是在热敏性或化学残留物是主要问题的情况下。这是研究和工业应用的快速发展领域。