O que é a tecnologia fria de plasma?

Tecnologia de plasma frio(também conhecido comoPlasma não térmicoouPlasma de baixa temperatura) é um estado de matéria em que um gás é parcialmente ionizado, gerando uma mistura única de espécies reativassemaquecendo significativamente o gás a granel. Aqui está um colapso:

1. Conceito central:

   • O plasma é frequentemente chamado de "Quarto Estado da Matéria" (além do sólido, líquido, gás). Consiste em íons, elétrons livres, átomos/moléculas neutras e várias espécies excitadas.

   • EmPlasma térmico/quente(Como nos arcos de soldagem ou raios), todas as partículas (elétrons, íons, neutros) estão em equilíbrio térmico próximo a temperaturas muito altas (milhares de ° C).

   • Plasma frioalcança um estado de não equilíbrio. Os elétrons são altamente energizados (10.000-100.000+ ° C equivalentes), mas os íons mais pesados ​​e as moléculas de gás neutro permanecem próximas da temperatura ambiente (normalmente 25-60 ° C). Isso é chave.

2. Como é gerado:

   • Criado aplicando um campo elétrico forte (CA, CC, pulsado, microondas, RF) a um gás (geralmente ar, oxigênio, nitrogênio, argônio, hélio ou misturas) à pressão atmosférica ou baixa pressão.

   • Métodos de geração comum:

     • Descarga de barreira dielétrica (DBD):Eletrodos separados por uma barreira dielétrica e um espaço de gás. Cria plasma filamentário ou difuso.

     • Jato de plasma de pressão atmosférica (APPJ):O gás flui através de eletrodos, gerando uma pluma de plasma direcionado a um alvo.

     • Descarga corona:O eletrodo de alta tensão com um ponto nítido cria plasma próximo à ponta.

     • Plasma de RF de capaciva ou indutivamente acoplada.

3. Componentes -chave e agentes ativos:

   • Elétrons energéticos:Conduzir reações.

   • Espécies reativas de oxigênio (ROS):Ozônio (O₃), oxigênio atômico (O), oxigênio singleto (¹o₂), superóxido (O₂⁻), radicais hidroxila (· OH).

   • Espécies reativas de nitrogênio (RNS):Óxido nítrico (NO), dióxido de nitrogênio (NO₂), peroxinitrito (ONOO⁻).

   • Fótons UV:Emitido durante o relaxamento de espécies excitadas.

   • Partículas carregadas (íons e elétrons):Pode interagir com as superfícies.

   • Campos elétricos.

4. Por que é poderoso e único:

   • Baixa temperatura:Pode tratar materiais sensíveis ao calor (plásticos, tecidos biológicos, alimentos) sem danos térmicos.

   • Química reativa:O coquetel de ROS, RNS, UV e íons pode eficientemente:

     • MATER MICROORganismos (bactérias, vírus, fungos, esporos).

     • Modifique as propriedades da superfície (aprimorem molhabilidade, adesão, impressão).

     • Degradar poluentes e toxinas.

     • Promover reações químicas específicas.

     • Estimular processos biológicos (por exemplo, cicatrização de feridas, germinação de sementes).

   • Processo seco:Geralmente não requer líquidos ou produtos químicos agressivos.

   • Rápido e eficiente:As reações geralmente ocorrem rapidamente.

   • Ambientalmente amigável:Geralmente produz resíduos mínimos em comparação com métodos químicos; Ozônio gerado/RNS se decompõe naturalmente.

5. Principais aplicações:

   • Esterilização e descontaminação:Instrumentos médicos, materiais de embalagem, superfícies hospitalares, superfícies de alimentos (frutas, legumes, carne), tratamento de água, purificação do ar.

   • Medicina (Medicina de Plasma):Cura e desinfecção de feridas (feridas crônicas, queimaduras), pesquisa de terapia ao câncer, odontologia, tratamento da pele, coagulação no sangue.

   • Processamento de materiais e modificação da superfície:Melhorando a adesão para tintas/revestimentos/colas, aprimorando a tinta têxtil, as superfícies de limpeza, criando revestimentos funcionais.

   • Indústria de alimentos:Estender a vida útil, matando patógenos e organismos de deterioração sobre produtos, carne e embalagem; Melhoria de germinação de sementes; Degradação da micotoxina.

   • Agricultura:Tratamento de sementes para melhorar o crescimento/resistência, controle de doenças da planta.

   • Remediação ambiental:Quebrando compostos orgânicos voláteis (COV) no ar, degradando poluentes orgânicos na água.

   • Eletrônica:Gravura, deposição, limpeza de bolachas e componentes.

   • Energia:Reforma de combustível, aprimoramento da combustão.

Em essência:A tecnologia de plasma frio aproveita a potente reatividade de um gás parcialmente ionizado à temperatura da sala próxima. Oferece uma alternativa versátil, eficiente e muitas vezes ecológica aos processos tradicionais térmicos, químicos ou baseados em radiação em diversos campos, principalmente onde os resíduos de sensibilidade ao calor ou químicos são as principais preocupações. É uma área de pesquisa e aplicação industrial que avançam rapidamente.