Tecnología de plasma frío(también conocido comoPlasma no térmicooPlasma a baja temperatura) es un estado de materia donde un gas está parcialmente ionizado, generando una mezcla única de especies reactivassinCalentando significativamente el gas a granel. Aquí hay un desglose:
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Concepto central:
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El plasma a menudo se llama el "cuarto estado de la materia" (más allá de sólido, líquido, gas). Consiste en iones, electrones libres, átomos/moléculas neutros y varias especies excitadas.
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Enplasma térmico/caliente(como en los arcos o rayos de soldadura), todas las partículas (electrones, iones, neutros) están en equilibrio térmico cercano a temperaturas muy altas (miles de ° C).
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Plasma fríologra un estado de no equilibrio. Los electrones están altamente energizados (10,000-100,000+ ° C equivalentes), pero los iones más pesados y las moléculas de gas neutras permanecen cerca de la temperatura ambiente (típicamente 25-60 ° C). Esto es clave.
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Cómo se genera:
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Creado aplicando un campo eléctrico fuerte (CA, CC, pulsado, microondas, RF) a un gas (comúnmente aire, oxígeno, nitrógeno, argón, helio o mezclas) a presión atmosférica o baja presión.
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Métodos de generación común:
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Descarga de barrera dieléctrica (DBD):Electrodos separados por una barrera dieléctrica y una brecha de gas. Crea plasma filamentoso o difuso.
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Jet de plasma de presión atmosférica (APPJ):El gas fluye a través de electrodos, generando una columna de plasma dirigida a un objetivo.
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Descarga de corona:El electrodo de alto voltaje con un punto afilado crea plasma cerca de la punta.
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Plasma de RF acoplado de manera capaciva o inductiva.
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Componentes clave y agentes activos:
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Electrones energéticos:Reacciones de conducción.
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Especies reactivas de oxígeno (ROS):Ozono (O₃), oxígeno atómico (O), oxígeno singlete (¹o₂), superóxido (O₂⁻), radicales hidroxilo (· OH).
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Especie de nitrógeno reactivo (RNS):Óxido nítrico (NO), dióxido de nitrógeno (NO₂), peroxinitrito (Onoo⁻).
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Fotones UV:Emitido durante la relajación de especies excitadas.
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Partículas cargadas (iones y electrones):Puede interactuar con superficies.
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Campos eléctricos.
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Por qué es poderoso y único:
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Baja temperatura:Puede tratar materiales sensibles al calor (plásticos, tejidos biológicos, alimentos) sin daño térmico.
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Química reactiva:El cóctel de ROS, RNS, UV e iones puede de manera eficiente:
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Mata a los microorganismos (bacterias, virus, hongos, esporas).
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Modificar las propiedades de la superficie (mejorar la humectabilidad, la adhesión, la imprimibilidad).
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Degrade contaminantes y toxinas.
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Promover reacciones químicas específicas.
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Estimular procesos biológicos (por ejemplo, curación de heridas, germinación de semillas).
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Proceso seco:A menudo no requiere líquidos ni productos químicos duros.
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Rápido y eficiente:Las reacciones generalmente ocurren rápidamente.
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Ambientalmente amigable:Generalmente produce residuos mínimos en comparación con los métodos químicos; Ozono generado/RNS descomposición naturalmente.
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Aplicaciones principales:
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Esterilización y descontaminación:Instrumentos médicos, materiales de embalaje, superficies hospitalarias, superficies de alimentos (frutas, verduras, carne), tratamiento de agua, purificación del aire.
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Medicina (Medicina de plasma):Curación de heridas y desinfección (heridas crónicas, quemaduras), investigación de terapia del cáncer, odontología, tratamiento de la piel, coagulación de la sangre.
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Procesamiento de materiales y modificación de la superficie:Mejora de la adhesión para pinturas/recubrimientos/pegamentos, mejora de la dieabilidad textil, la limpieza de superficies, crea recubrimientos funcionales.
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Industria alimentaria:Extender la vida útil matando patógenos y en deterioro de los organismos en productos, carne y envasado; Mejora de la germinación de semillas; degradación de micotoxinas.
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Agricultura:Tratamiento de semillas para mejorar el crecimiento/resistencia, control de la enfermedad de las plantas.
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Remediación ambiental:Desglosando compuestos orgánicos volátiles (VOC) en el aire, degradando contaminantes orgánicos en el agua.
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Electrónica:Grabado, deposición, limpieza de obleas y componentes.
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Energía:Reforma de combustible, mejora de la combustión.
En esencia:La tecnología de plasma frío aprovecha la potente reactividad de un gas parcialmente ionizado a temperatura cercana a la habitación. Ofrece una alternativa versátil, eficiente y a menudo ecológica a los procesos térmicos, químicos o radiados tradicionales en diversos campos, particularmente donde la sensibilidad al calor o los residuos químicos son importantes preocupaciones. Es un área de investigación y aplicación industrial rápidamente avanzada.
