低温等离子体的研究进展

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低温等离子体技术在生物医学领域的应用研究

低温等离子体技术在生物医学领域的应用研究

低温等离子体技术在生物医学领域的应用研究低温等离子体技术是一种比较新兴的技术,在生物医学领域的应用也被越来越多的科学家所重视。

低温等离子体技术采用了一种新型的冷等离子体体系,在室温下可以形成等离子体,对生物细胞内的活性物质有一定的杀伤作用,从而可以为生物医学领域的治疗提供一种新的方法。

一、低温等离子体技术的发展概述低温等离子体技术是在20世纪70年代初期被人们发现的,随着科技的不断发展,该技术在各个领域中都得到了广泛的应用。

在生物医学领域中,也有越来越多的科学家对低温等离子体技术进行了研究和应用。

二、低温等离子体技术的原理及其作用机制低温等离子体技术是通过使用一种特殊的电极结构,使得气体产生等离子体的状态。

这种等离子体状态下的气体可以对生物细胞内的活性物质进行杀伤作用,从而达到治疗生物医学领域疾病的效果。

三、低温等离子体技术在生物医学领域的应用低温等离子体技术在生物医学领域的应用较为广泛,主要是对肿瘤的治疗方面。

在肿瘤治疗方面时,低温等离子体技术可以直接杀死细胞内的癌细胞,从而起到一定的治疗作用。

同时,低温等离子体技术还可以降低身体内的炎症反应,从而减轻患者的痛苦。

四、低温等离子体技术在生物医学领域的优势相比于其他治疗方法,低温等离子体技术具有诸多的优点。

首先,低温等离子体技术对人体的损伤较小,在治疗过程中不会对人体产生太大的负担。

其次,低温等离子体技术对于治疗某些疾病的效果比较显著,在治疗一些难治性疾病方面有很好的治疗效果。

五、低温等离子体技术在生物医学领域的未来前景低温等离子体技术在生物医学领域的应用还有着很大的潜力。

随着技术的不断发展,该技术在治疗疾病方面的效果会越来越好。

同时,该技术还可以应用于生物医学领域中其他方面,比如用于制备某些生物材料等。

六、结论总之,低温等离子体技术在生物医学领域中具有很大的潜力。

随着技术的不断发展和应用的不断深入,这种新型的治疗方法将会在生物医学领域中大展身手。

低温等离子体技术在生物医学领域的应用实践

低温等离子体技术在生物医学领域的应用实践

低温等离子体技术在生物医学领域的应用实践一、引言在生物医学领域,科技的不断进步带来了越来越多的新技术和新方法。

低温等离子体技术就是其中的一个例子。

它具有无创性、精准性和高效性等优点,在生物医学领域应用广泛,有望成为未来发展的趋势。

二、低温等离子体技术概述低温等离子体技术是利用电离气体产生的等离子体与生物体产生相互作用,促进细胞增殖、抑制细胞凋亡和逆转细胞分化的生物技术。

该技术利用低温等离子体对细胞的局部破坏作用,使细胞产生包括DNA、RNA、蛋白质等分子的氧化损伤,继而促进细胞因子合成、增殖和分化,从而起到治疗和修复作用。

由于低温等离子体技术具有无创性、精准性和高效性等优点,因此在生物医学领域的应用也日渐广泛。

三、低温等离子体技术在生物医学领域的应用1.低温等离子体在皮肤疾病治疗中的应用低温等离子体技术能够通过促进皮肤细胞的增殖和与细胞结合的生物分子的合成,增强皮肤细胞的代谢能力,从而使皮肤状况得到改善。

目前,低温等离子体技术已经被运用于多种皮肤疾病的治疗,如银屑病、白癜风、痤疮等。

实验研究表明,低温等离子体可以有效地杀灭皮肤细胞中的病原体,减轻症状、改善皮肤状况。

此外,在美容行业,低温等离子体也可以用于去除皮肤上的色素沉着、痣、皱纹等问题。

2.低温等离子体在肝病治疗中的应用肝脏是人体最大的内脏器官之一,肝病对人体的健康和生命安全有着严重的影响。

低温等离子体技术在肝病治疗中的应用,可以有效地杀灭肝细胞中的病毒,提高肝细胞的代谢能力和免疫功能,从而达到治疗肝病的目的。

目前,低温等离子体技术已经被应用于多种肝病治疗中,如乙肝、肝硬化、肝癌等。

实验研究表明,低温等离子体可以有效地抑制肝细胞的生长和分化,促进肝细胞的再生和修复,从而让患者获得更好的治疗效果。

3.低温等离子体在癌症治疗中的应用低温等离子体技术在癌症治疗中的应用,主要是应用于肿瘤细胞的杀灭和治疗。

低温等离子体可以使肿瘤细胞中的核酸和蛋白质发生氧化反应,从而破坏细胞结构和增殖能力,达到杀灭肿瘤细胞的目的。

低温等离子体发生器的现状与前景

低温等离子体发生器的现状与前景

低温等离子体发生器的现状与前景
一、低温等离子体发生器的发展历程
低温等离子体发生器是一种利用交变电场或射频电场激发气体而产生等离子体的设备。

其发展历程可以追溯到20世纪初。

最早的低温等离子体发生器是用于荧光灯生产的气体放电灯。

随着科学技术的不断进步,低温等离子体发生器在材料表面处理、环境净化、医学治疗等领域得到了广泛应用。

二、低温等离子体发生器的工作原理
低温等离子体是一种离子能量较低的等离子体,通常在1000摄氏度以下。

低温等离子体发生器通过对气体施加高频交变电场或射频电场,使气体中的电子获得足够的能量,从而脱离原子形成等离子体。

这种低温等离子体在材料表面处理中具有很好的应用前景,可以进行表面清洁、改性、涂覆等操作。

三、低温等离子体发生器的应用领域
目前,低温等离子体发生器已经在多个领域得到广泛应用。

其中,材料表面处理是应用最为广泛的领域之一。

通过低温等离子体处理,可以提高材料表面的润湿性、附着力和耐腐蚀性,使材料的性能得到明显改善。

此外,低温等离子体发生器还可以用于环境净化、医学治疗等领域。

四、低温等离子体发生器的未来发展趋势
随着工业技术的不断发展,低温等离子体发生器将会在更多领域得到应用。

未来,随着材料科学、医学技术等领域的不断进步,低温等离子体发生器的性能将会得到进一步提升。

同时,低温等离子体发生器将更加注重节能环保、绿色生产的方向发展,为人类社会的可持续发展做出更大贡献。

以上是关于低温等离子体发生器的现状与前景的介绍。

随着科学技术的不断发展,低温等离子体发生器的应用前景将会更加广阔,为各个领域的提升和发展提供更多可能性。

低温等离子体技术的发展和应用

低温等离子体技术的发展和应用

低温等离子体技术的发展和应用低温等离子体技术是近年来发展迅速的一项新兴技术,它不仅在材料加工、环境治理等领域得到广泛应用,也在医疗、农业等领域展现出巨大的潜力。

本文将从低温等离子体技术的定义、发展历程、应用领域等多个角度对其进行探讨。

一、低温等离子体技术的定义低温等离子体技术是指将气体通过某种方式加以激发,使得其分子或离子发生局部电离,从而产生等离子体的一种技术。

与常规等离子体技术不同的是,低温等离子体技术能够在较低的温度下实现等离子体的产生,一般要求气体温度低于室温并保持在几十到几百摄氏度之间。

低温等离子体技术由于其不产生高温、高压,不易产生副作用,因此被视为一种环保、高效、高品质的新兴技术。

二、低温等离子体技术的发展历程低温等离子体技术的研究可以追溯到上世纪80年代,当时电子学家发现,将电极电压调整到一定范围内后,可以在二氧化碳等气体中形成低温等离子体。

1989年,法国科学家特里斯坦•帕昂等人首次在一块厚度仅为数微米的工艺膜上形成了等离子体。

此后,国际上对低温等离子体技术的研究取得了很多重要进展,逐渐形成了一个完整的技术体系。

三、低温等离子体技术的应用领域1.材料加工低温等离子体技术在材料加工领域的应用逐渐被广泛接受,主要包括表面处理、微纳加工、涂层等方面。

其主要优点在于能够实现高效、高精度的表面加工,生产成本低,对环境无污染。

2.环境治理低温等离子体技术在污染治理方面也有广泛应用,尤其是在废气处理、水处理等领域。

通过低温等离子体的电化学反应和氧化还原反应等作用,能有效将废气中的有机物、重金属等有害物质转化为无害物质。

3.医疗保健低温等离子体技术在医疗领域也有着极大的应用前景,如利用低温等离子体技术制备纳米材料,可以有效治疗某些癌症;利用等离子体处理技术,对一些病菌进行灭菌、杀菌等工作也十分有效。

4.农业生产低温等离子体技术在农业生产领域也有着广阔的应用前景。

如利用低温等离子体技术制备的氮氧化合物,可以促进植物的生长和发育;用氧分子和水分子等物质组成的低温等离子体,可对农作物进行杀菌、抗虫等农业生产工作。

等离子体医学应用研究进展:癌症治疗与组织修复的新方法与技术

等离子体医学应用研究进展:癌症治疗与组织修复的新方法与技术

等离子体医学应用研究进展:癌症治疗与组织修复的新方法与技术摘要:等离子体医学是一种基于物理原理的新兴医疗技术,在癌症治疗和组织修复方面具有巨大的潜力。

本文将重点介绍等离子体医学的基本概念和应用原理,并探讨其在癌症治疗和组织修复方面的最新研究进展。

文章将从熟知的物理定律出发,分析实验的准备和过程,并深入探讨等离子体医学的应用和其他专业性角度。

最后,对等离子体医学的未来发展进行展望。

第一部分:物理定律与实验准备1. 介绍等离子体医学的概念和基本原理等离子体医学是一种利用等离子体技术来治疗疾病和修复组织的新型医疗技术。

等离子体是一个高度激活的气体,其中的电子和正离子具有高能量。

通过调节等离子体的参数,如温度、压力和电流,可以控制等离子体对组织生物学的影响,从而实现治疗或修复的目的。

2. 解读物理定律与实验准备2.1 表面等离子体技术表面等离子体技术是一种利用表面等离子体波来治疗皮肤病的方法。

它基于洛伦兹力定律,根据等离子体波在表面的传播特性和组织的电学特性,通过调节等离子体参数来实现对病变区域的治疗。

实验准备包括调节等离子体参数、制备治疗装置和选择适当的实验动物模型。

2.2 低温等离子体技术低温等离子体技术是一种利用低温等离子体来治疗癌症的方法。

它基于等离子体和癌细胞之间的相互作用,通过激发细胞内的化学反应或基因表达变化来达到治疗效果。

实验准备包括制备低温等离子体器件、选择适当的癌细胞模型和设计合适的实验方案。

第二部分:等离子体医学的应用和其他专业性角度1. 癌症治疗1.1 等离子体消融疗法等离子体消融疗法是一种利用高温等离子体来破坏肿瘤细胞的方法。

它基于热力学定律,通过加热肿瘤组织,使其达到凝固坏死的温度,从而达到治疗的效果。

该方法具有无创、可控和可重复等优点,被广泛应用于肝癌等的治疗。

1.2 等离子体靶向治疗等离子体靶向治疗是一种利用等离子体发射的电磁辐射来杀灭肿瘤细胞的方法。

它基于电磁辐射的能量传递原理,通过调节等离子体参数,如电流和频率,将电磁辐射传递给肿瘤细胞,从而实现杀灭肿瘤细胞的目的。

低温等离子体技术净化室内VOCs的研究进展

低温等离子体技术净化室内VOCs的研究进展
n l z d i eal a a y e n d ti.Me n h l t p o l ms a d d v l p n tt swe e d s u s d a e 1 i al e u s le r b e e e a w e i r b e n e eo me tsau r ic s e w l.F n l t ov d p o l ms w r i s s yh n p p s d o r oe.
Ke wo d y r s:N ntem l ma vl l ognc o p ud V C ) rsa hpo es o. r a pa ; o te rai cm on s( O s ; eer rg s h l s a i c r
近 年来 ,室 内环 境污染 对人 体健康 的影 响越来 越 受到人 们 的关 注 。室 内许 多污染 源 都能释 放挥发 性 有机 化合 物 ( O s 、N O 等对人 体健 康产 V C) O ,
第3 O卷第 3期
2 1 年 6月 01 3 No 3
SI CHUAN ENVI RONME NT
J n 0 u e2 11


述 ・
低 温 等 离 子 体 技 术 净 化 室 内 V C 的 研 究 进 展 Os
徐 建华 ,孙亚兵 ,冯景伟 ,李振 玉
( .南京大学环境学 院污染控制与资源化国家重点实验室 ,南京 1 ( .合肥工业大学土木与水利工程学 院,合肥 2 20 4 ; 10 6 2 00 ) 30 9
摘要 :低温等 离子体技 术作 为一种新型 室内净化技 术 , 能够有效降解 室 内挥 发性 有机化合物 ( O s 。本 文首先 简要介 V C) 绍 了室 内V C O s的主要 来源和对人体 的危 害,以及传 统治理技 术的不足 ,详 细分析 了低 温等 离子 体净化 V C 的优 势 Os 和机理 ,并对低 温等 离子净化 V C 存在的问题以及研 究现状做 了引证 阐述 ,最后提 出了有待 解决的难题 。 Os 关 键 词 :低温等离子体 ;挥发性有机化合物 ;研究进展

低温等离子催化降解 VOCs 研究进展

低温等离子催化降解VOCs研究进展福建龙净环保股份有限公司 叶凯摘要:低温等离子催化技术能够实现VOCs的高效降解,在大风量、低浓度VOCs治理领域具有广阔的应用前景。

文章从催化剂布置、放电反应器形式、催化剂活性组分及载体、VOCs特征污染物等方面概述了近年来国内外低温等离子协同催化去除VOCs的实验研究进展,并对该技术的发展方向进行了展望。

关键词:低温等离子体;催化剂;挥发性有机物(VOCs);催化中图分类号:O643.36 文献标识码:A 文章编号:2096-4595(2020)43-0190-0002近年来,工业领域VOCs减排成为我国亟待解决的大气环保问题,各地高度重视并提出了愈趋严格的排放标准和要求,促进了VOCs治理技术的发展。

常见的VOCs废气治理技术包括吸附法、蓄热式燃烧法、低温等离子体法、光催化分解法等,其中低温等离子技术是近年来新兴的低浓度VOCs废气处理方法,在常温常压条件下可产生大量高能电子、·OH和·O、O3等具有强氧化性的活性粒子,使VOCs分子解离,然后引发一系列复杂的物理、化学反应,使复杂大分子(VOCs)污染物转变为无毒或低毒性的小分子,该技术因具有运行管理方便、操作条件温和、工艺流程简单等诸多优点获得了广泛研究[1]。

但是单独低温等离子技术存在降解率较低、中间产物沉积及能耗较高等问题,为进一步解决上述问题,低温等离子与催化技术的协同作用成为近年来的研究热点。

本文从催化剂布置、放电反应器形式、催化剂活性组分及载体、VOCs特征污染物等方面概述了近年来国内外低温等离子协同催化去除VOCs 实验研究进展,并对该技术的发展进行了展望。

一、催化剂布置方式研究进展根据催化剂与等离子放电区的相对位置,低温等离子协同催化反应系统主要包括将催化剂布置于等离子反应区内的一段式等离子协同催化(In-plama catalysis,IPC),以及将催化剂布置于等离子反应区下游的二段式等离子协同催化系统(Post plasma catalysis,PPC)。

低温等离子体技术在医疗领域中的应用研究

低温等离子体技术在医疗领域中的应用研究引言:低温等离子体技术是一种先进的医疗技术,它通过利用可控的电磁辐射来产生高能离子,从而改善疾病的治疗效果。

本文将重点探讨低温等离子体技术在医疗领域中的应用研究,并分别从外科手术、皮肤疾病治疗和癌症治疗三个方面加以阐述。

一、低温等离子体技术在外科手术中的应用低温等离子体技术在外科手术中的应用主要包括切割、消融和止血等多个方面。

1. 切割低温等离子体技术可以生成高能量的等离子体,用于切割组织。

相比传统手术刀,低温等离子体刀具具有更高的精度和更少的创伤,可以在手术过程中最大限度地保护周围组织的完整性。

2. 消融低温等离子体技术可以通过产生瞬间高温和真空等效应,将细胞组织消融。

这种技术被广泛应用于治疗特定的疾病,如心律失常和某些类型的肿瘤。

它相比传统的手术切除方式,具有创伤小、恢复快的优势。

3. 止血低温等离子体技术还被用于手术中的止血。

通过将等离子体直接对准出血点,可以将组织局部加热并促使血管收缩,从而达到止血的目的。

与传统的止血方式相比,低温等离子体技术具有更高的效率和更低的副作用。

二、低温等离子体技术在皮肤疾病治疗中的应用低温等离子体技术在治疗皮肤疾病方面表现出了巨大的潜力。

1. 疣和赘生物治疗低温等离子体技术可以精确地将疣和其他赘生物从皮肤表面去除。

其作用机制是通过将高能量的等离子体直接对准病变部位,破坏异常细胞的结构并促使其脱落。

相比传统的治疗方法,低温等离子体技术具有更高的治疗效果和更低的复发率。

2. 皮肤白癜风治疗低温等离子体技术被广泛应用于皮肤白癜风的治疗。

它可以通过作用于白癜风病变区域的高能等离子体,重新激活受损的黑色素细胞,促进黑色素的合成和分泌,从而达到治疗白癜风的效果。

三、低温等离子体技术在癌症治疗中的应用研究低温等离子体技术在癌症治疗中的应用研究主要集中在肿瘤消融和放疗方面。

1. 肿瘤消融低温等离子体技术可以在无需手术的情况下,通过辅助放疗的方式实现肿瘤的消融。

低温等离子体技术的研究进展

低温等离子体技术的研究进展低温等离子体技术是一种新型的物理技术,也被称为非热等离子体技术。

它将低温等离子体应用于材料表面处理、污染物降解、医学治疗和航空航天等众多领域,正在迅速发展。

本文将从低温等离子体技术的基本原理、研究进展和应用前景等方面进行探讨。

一、低温等离子体技术的基本原理等离子体是指被离子化的气体,其中包含大量的自由电子和离子。

低温等离子体的电子温度一般在10~15,000K之间,而离子和中性粒子的温度很低,通常在数百度以下。

在这种情况下,等离子体可以被视为电子气体和离子气体的混合体。

低温等离子体的产生需要一定的激励能,常见的激励方式包括电场、磁场、光、激波和化学反应等。

当激励能达到一定程度时,气体分子会发生电离和激发,产生自由电子和离子,形成等离子体。

如果能量输入较小,气体分子只会部分电离和激发,形成大量的活性物种,如O、OH、O3等,这被称为非热等离子体。

二、随着科学技术的不断发展,低温等离子体技术也得到了迅速发展。

目前,低温等离子体技术的研究重点主要包括等离子体产生机制、等离子体诊断、等离子体表面相互作用以及等离子体与化学反应等方面。

一方面,低温等离子体的产生机制正在得到更深入的研究。

目前研究人员正在探究等离子体产生的机理和特性,以及不同的激励方式对等离子体的影响。

此外,研究人员还正在研究如何优化等离子体的产生方式,以提高等离子体的产生效率和稳定性。

另一方面,等离子体表面相互作用也是目前的研究热点之一。

研究人员正在利用低温等离子体技术处理材料表面,以改善材料的机械性能、光学性能和化学性能等方面。

同时,也有研究人员利用低温等离子体技术对纳米材料进行表面修饰,以提高其光催化性能和电化学性能等。

此外,低温等离子体技术在环境治理和医学治疗等领域也得到了广泛应用。

一些研究表明,利用低温等离子体技术处理废气、废水和固体垃圾等能够显著降低污染物的浓度和排放量。

同时,利用低温等离子体技术进行医学治疗也取得了良好的效果,如低温等离子体能够杀死病菌和细胞,同时减少对正常细胞的伤害。

低温等离子体的研究进展


离子体发生器主要 由反应气供给系统 、抽真空 系统、放电室和等离子体 电源组成 ,将 聚合膜 层基 体表面或者固体表面放置在放 电环境 中,
由低 温 等 离 子 体 进 行 处 理 ,当 气 压 处 于 1 3 3帕
左右 时,由于低气压等离子体是一种冷等离子 能量 处理固体表面,也不会烧坏基体 ,低气压 等 离 子 体 发 生 器 被 广 泛 的 应 用 在 清 洗 、刻 蚀 、 制备薄膜、等离子体聚合 等表面处理工艺中。
放 电,在 两 个 电极之 间提 供 1 0 0 Hz的高 压, 次瞬 间 DC放 电作为半周期 ,每 半周 期改变 极 性 ,重 新 激 发 放 电 ,离 子 临界 频 率 定 义 为

乙烷灭菌技术,对枯草杆菌芽孢灭菌需 2 0 0分
钟 , 对 嗜 热 脂 肪杆 菌 芽孢 灭 菌 需 3 O分 钟 。
杀菌、高压灭菌等,低温等离子体灭菌主要通 过 化 学 法 、 过 滤 法 和 放 射 线 法 三 种 方 法 ,虽 然
等 离 子 体 灭 菌 设 备 投 资 较 大 , 但 是 低 温 等 离 子
( 2 )低频 交流放 电。低频交流 放 电
是 指 高 频 和 工 频 放 电 。工 频 放 电过 程 中 , 阳 极
热平衡等 离子体,其 中包含大量 的活性粒 子, 容 易和接 触材料发生化学反应 ,和其它 离子体
相 比 ,低 温等 离 子 体 技 术 具 有 无 污 染 、无 废 弃 物 、成 本 低 等 优 点 。
1 低 温 等 离子 体定 义
在 自然 界 中 , 随 着 温 度 变 化 , 物 质 主 要
研究 。
和大量 中性气体发生碰撞 ,产生等 离子 体。在 低 电压条件下 ,等离子体主 要是 弹性碰撞 ,在 高 电压条件下 ,主要是非 弹性碰撞 ,电子获得
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低温等离子体的研究进展
作者:赵炎鑫饶东升
来源:《电子技术与软件工程》2015年第12期
摘要
近年来,低温等离子体的相关技术引起人们的广泛关注,关于低温等离子体的相关研究更加广泛,包括伤口愈合、癌症治疗、纳米材料和耐摩擦、耐腐蚀材料的制备等,随着低温等离子体技术的快速发展,低温等离子体的研究和应用将更加成熟。

本文分析了低温等离子体定义和独特性能,阐述了低温等离子体的相关研究。

【关键词】低温等离子体研究进展
低温等离子具有很低的电离率,离子温度高于电子温度,因此低温等离子体是一种非热平衡等离子体,其中包含大量的活性粒子,容易和接触材料发生化学反应,和其它离子体相比,低温等离子体技术具有无污染、无废弃物、成本低等优点。

1 低温等离子体定义
在自然界中,随着温度变化,物质主要有气态、液态和固体三种物态,称为物质的三态。

当温度继续上升,物质分子之间的热运动不断加剧,在相互碰撞作用下,气体分子产生电离,成为相互作用和自由运动的电子和正离子混合物,这种物质状态被成为等离子。

气体放电是指通过高频感应电场或者外加电厂使气体导电,这是产生等离子体的一个重要手段。

在低气压条件下,电子和重粒子之间的碰撞较少,电子难以将电场能量传递给重粒子,这时气体温度低于电子温度,称为非平衡等离子体。

假设中性粒子、离子、电子的温度分别为Tn、Ti、Te,将这三种粒子温度近似相等的等离子体成为热等离子体;由于数百帕以下低气压等离子体处于一种非热平衡状态,这时电子和中性粒子或者粒子碰撞过程中,能量损失极小,电子温度高于离子和中性粒子的温度,将这样的等离子体被称为低温等离子体。

2 低温等离子体的相关研究
2.1 低温等离子体放电形式
(1)直流放电。

直流放电主要指低频放电,在电流和气压范围存在明显差异,气体中粒子热量传递和扩散速度、电子碰撞频率等不同,会出现弧光放电区、辉光放电区和暗电流区。

辉光放电区电流不断增大时,在电场作用下,宇宙射线产生的游离电子加速获得能量,和大量中性气体发生碰撞,产生等离子体。

在低电压条件下,等离子体主要是弹性碰撞,在高电压条件下,主要是非弹性碰撞,电子获得大量能量,产生电离维持放电,直流放电电流不断增大。

同时,在电场作用下电子撞击阴极,发射二次电子,电子加速向阳极运动过程中和气体分析发生碰撞,使气体放电和电离过程得以维持。

等离子体击穿电压VT和放电间距d、气压p之间的关系式:
,其中,C1、C2是和等离子体性质相关的常数。

直流辉光等离子体有明显的明暗区,其大小和分布与电极间距、放电管形状大小、气压等有着密切的关系。

(2)低频交流放电。

低频交流放电主要是指高频和工频放电。

工频放电过程中,阳极和阴极以工频交替发生变化,工频放电特性和直流放电相似。

高频放电过程中,电子在电场往复运动,分子和电子碰撞,电子将从电厂获取的能量传递给分子,使得气体温度不断升高,或者产生电离、离解和激发现象。

和直流辉光放电相比,低频交流放电更加均匀。

低频交流放电,在两个电极之间提供100Hz的高压,一次瞬间DC放电作为半周期,每半周期改变极性,重新激发放电,离子临界频率定义为
,电源临界频率和频率控制两个半周期正离子的寿命,L是两电极间距,d是离子平均漂移速度。

当电厂频率>fi时,在放电半周期内,阳极离子运动不到阴极,因此在放电周期不断变化时,在下半周期一部分离子增加到等离子体,再进行放电,离子临界频率低于电子临界频率,电子漂移速度快、质量小,离子临界频率是保持低频交流放电等离子体的重要参数。

2.2 低温等离子体发生器
(1)电弧等离子体发生器。

电弧等离子体发生器可产生大量的定向低温等离子体射流,其通过阳极和阴极之间的弧光放电,产生不受约束、自由燃烧的电弧,弧柱较粗,温度很低,当电极电弧受到水流、外磁场、发生器器壁、外界气流的压缩,分别造成水稳定弧、磁稳定弧、壁稳定弧和气稳定弧。

(2)高频感应等离子发生器。

高频等离子体发生器主要利用无电机感应耦合,将高频电源能量输送给连续气流,实现高频放电。

高频等离子体发生器没有电极,只有线圈,不会出现电机损耗问题,可产生非常纯净的等离子体,使用寿命较长,被应用来炼制多种高纯度难熔材料,如海绵钛、炼制铌、光导纤维、拉制单晶、无水石英、蓝宝石等。

(3)低气压等离子体发生器。

低气压等离子体发生器主要由反应气供给系统、抽真空系统、放电室和等离子体电源组成,将聚合膜层基体表面或者固体表面放置在放电环境中,由低温等离子体进行处理,当气压处于133帕左右时,由于低气压等离子体是一种冷等离子体,气体温度明显低于电子温度,不仅有足够能量处理固体表面,也不会烧坏基体,低气压等离子体发生器被广泛的应用在清洗、刻蚀、制备薄膜、等离子体聚合等表面处理工艺中。

2.3 低温等离子体灭菌
传统灭菌方法主要包括紫外杀菌、巴氏杀菌、高压灭菌等,低温等离子体灭菌主要通过化学法、过滤法和放射线法三种方法,虽然等离子体灭菌设备投资较大,但是低温等离子体灭菌具有无环境污染、灭菌时间短、安全性高、无药物残留等优点。

据实验证明,对枯草杆菌芽孢进行灭菌实验,在射频功率400W环境中,等离子体放电1分钟内可完全消灭枯草杆菌芽孢;对嗜热脂肪杆菌芽孢进行灭菌实验,在射频功率400W环境中,低温等离子体放电30秒钟内完全灭菌,而采用传统的低温环氧乙烷灭菌技术,对枯草杆菌芽孢灭菌需200分钟,对嗜热脂肪杆菌芽孢灭菌需30分钟。

3 结束语
近年来,低温等离子体技术快速发展,在多个领域广泛应用,而每一项等离子体应用都包含多种学科内容,随着现代化科学技术的快速发展,应进一步加大低温等离子体的研究力度,开发多种应用技术,积极推动现代化技术创新。

参考文献
[1]江南.我国低温等离子体研究进展[J].物理,2011(02):130-139.
[2]孟月东,钟少锋,熊新阳.低温等离子体技术应用研究进展[J].物理,2012(02):140-146.
[3]孟江燕,李伟东,王云英.低温等离子体表面改性高分子材料研究进展[J].表面技术,2010(05):86-89.
作者简介
赵炎鑫(1989-),男,河南省新乡县人。

合肥工业大学,工程硕士学位,电子与通信工程专业。

饶东升(1989-),安徽省庐江县人。

合肥工业大学,专业硕士学位,电子与通信工程专业。

作者单位
合肥工业大学安徽省合肥市 230000。

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