Plasma là gì?

 

Định nghĩa:

Plasma là vật chất siêu nóng - nóng đến mức các electron bị tách khỏi nguyên tử tạo thành một chất khí bị ion hóa. Trên bầu trời đêm, plasma phát sáng dưới dạng các ngôi sao, tinh vân và thậm chí là cực quang đôi khi gợn sóng trên các cực Bắc và Nam của Trái Đất. Nhánh tia sét phá vỡ bầu trời đó là plasma, các biển hiệu đèn neon dọc theo các đường phố trong thành phố của chúng ta cũng vậy. Và mặt trời của chúng ta cũng vậy, ngôi sao tạo nên sự sống trên trái đất.

Plasma thường được gọi là "trạng thái thứ tư của vật chất", cùng với rắn, lỏng và khí. Giống như một chất lỏng sẽ sôi, biến đổi thành khí khi năng lượng được thêm vào, việc đốt nóng một chất khí sẽ tạo thành plasma - một hỗn hợp gồm các hạt mang điện dương (ion) và các hạt mang điện âm (electron).

Bởi vì rất nhiều vũ trụ được tạo thành từ plasma, hành vi và đặc tính của nó được các nhà khoa học trong nhiều lĩnh vực quan tâm. Điều quan trọng là, ở nhiệt độ cần thiết cho mục tiêu tạo ra năng lượng nhiệt hạch thực tế, tất cả vật chất đều ở dạng plasma

Plasma được tiến hành trong buồng chân không. Sau khi không khí được bơm ra khỏi buồng, một dòng khí chảy vào và một điện trường được áp dụng để tạo ra plasma. Xử lý plasma thường được thực hiện ở nhiệt độ tương đối thấp, cho phép xử lý các vật liệu nhạy cảm với nhiệt.

Plasma cũng được tiến hành với những gì được gọi là plasmas 'máy bay phản lực' trong khí quyển. Các plasmas này hoạt động ở áp suất khí quyển xung quanh và lý tưởng để ứng dụng bản địa hóa trong quy trình sản xuất trong dây chuyền, có thể thông qua việc sử dụng tự động hóa.

Xử lý plasma thường được sử dụng nhất để làm sạch, tăng cường chất lượng bám dính của bề mặt và sản xuất lớp phủ mỏng.

 

Các ứng dụng của Plasma vào đời sống

Làm sạch

Làm sạch bằng plasma có khả năng loại bỏ dầu mỡ xuống kích thước nano. Nó cũng có thể làm giảm các nguy cơ ô nhiễm khác nhau hiệu quả hơn nhiều so với các quy trình làm sạch thông thường. Làm sạch bằng plasma tạo ra một bề mặt không tì vết, thích hợp cho quá trình liên kết hoặc chế biến bổ sung, mà không tạo ra chất thải làm hỏng.

Tia cực tím được tạo ra trong plasma rất hiệu quả trong việc phá vỡ các liên kết hữu cơ của các chất gây ô nhiễm bề mặt thông thường, bao gồm cả những chất này trong dầu và mỡ. Các loài oxy tràn đầy năng lượng trong plasma cũng thực hiện các hoạt động làm sạch, phản ứng với các chất gây ô nhiễm để tạo ra chủ yếu là nước và carbon dioxide.

Quy trình làm sạch plasma đối với các vật liệu dễ bị oxy hóa như bạc sẽ sử dụng khí trơ như argon hoặc heli. Trong quá trình làm sạch này, các ion được plasma kích hoạt sẽ thổi bay các chất bẩn hữu cơ, phá vỡ chúng để chúng có thể được hóa hơi và loại bỏ khỏi buồng.

Hoạt hóa bề mặt

Nhiều polyme trơ và không dễ dàng liên kết với các vật liệu khác, như sơn và keo. Bằng cách gắn các nhóm phân tử phân cực vào nó, hoạt hóa bề mặt plasma có thể làm tăng khả năng bám dính của bề mặt vật liệu polyme.

Hoạt hóa bề mặt plasma có thể làm cho polyme dễ tiếp nhận hơn với lớp phủ và chất kết dính. Oxy thường được sử dụng trong quá trình này; tuy nhiên, nhiều hoạt hóa plasma có thể được tiến hành với không khí xung quanh. Sau khi được kích hoạt, vật liệu vẫn ở trạng thái thay đổi trong bất kỳ thời gian nào từ vài phút đến nhiều tháng, tùy thuộc vào loại vật liệu.

Tạo lớp vỏ

Quá trình phủ plasma tạo ra một lớp polyme kích thước nano trên bề mặt của một vật thể. Quá trình này chỉ cần vài phút để tạo ra một lớp phủ có chiều rộng nhỏ hơn 1/100 chiều rộng của sợi tóc người. Được gắn ở quy mô nguyên tử, những lớp phủ này thường trong, không mùi và không thể phát hiện được.

 

Lớp phủ plasma hiện đang là một chủ đề nóng trong nhiều lĩnh vực khoa học vì chúng có tiềm năng to lớn trong một loạt các ứng dụng.

 

Khả năng sử dụng trong tương lai

Nhiều người dự đoán rằng Plasma sẽ được sử dụng theo những cách mới trong một tương lai không xa.

Một công dụng tiềm năng là tiêu hủy chất thải độc hại. Có khả năng chứa đủ năng lượng để thay đổi cấu trúc nguyên tử của các chất, plasma có thể được sử dụng để loại bỏ hoàn toàn các chất độc hại rất nguy hiểm.

Plasma đã được sử dụng như một con dao mổ rất chính xác cho các hoạt động y tế. Plasma nóng cũng có thể được sử dụng trong y học để làm lành vết thương, khoan sâu răng và làm vệ sinh.

Dao mổ plasma

Máy hấp khử trùng nhiệt độ thấp bằng Plasma, model:LPS-1060T, Hãng: Labtech/Hàn Quốc

Các nhà khoa học về hạt đột phá đang làm việc với các plasmas để làm sáng tỏ những bí mật của vũ trụ. Nghiên cứu này có thể mở ra bí mật của sự tồn tại, nhưng nó cũng có thể dẫn đến các ứng dụng plasma thực tế hơn.