Pembersihan permukaan telah menjadi semakin penting dalam lingkungan teknologi saat ini, terutama dalam aplikasi yang membutuhkan kebersihan dan presisi ekstrem, seperti teknologi biomedis, semikonduktor, dan energi. Pembersihan plasma, sebagai teknologi yang sedang berkembang, dengan cepat menjadi alat yang sangat diperlukan dalam industri ini. Teknologi ini menyediakan dasar yang ideal untuk berbagai aplikasi dengan menggunakan plasma yang digerakkan oleh energi untuk secara efektif menghilangkan berbagai kontaminan permukaan.
Pembersihan plasma adalah cara yang efektif untuk menghilangkan kotoran dan kontaminan dari permukaan menggunakan partikel bermuatan.
Pembersihan plasma adalah proses pengionan gas (seperti argon, oksigen, dan gas campurannya) untuk membentuk plasma berenergi tinggi. Ketika atom dan molekul gas ini kembali ke keadaan energi yang lebih rendah, mereka melepaskan foton, menghasilkan fenomena pendaran cahaya yang khas. Gas yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda, dan warna plasma oksigen adalah biru muda.
Spesies aktif dalam plasma ini, termasuk atom, molekul, ion, dll., akan bereaksi dengan material permukaan dalam plasma. Mengambil oksigen sebagai contoh, plasma dapat membersihkan permukaan kritis secara efektif dan ekonomis karena ia memutus ikatan kimia kontaminan organik dan mengubahnya menjadi gas seperti air dan karbon dioksida, yang kemudian dikeluarkan dari ruang perawatan, sehingga permukaannya menjadi sangat bersih.
Dalam plasma, atom gas tereksitasi ke keadaan energi tinggi dan terionisasi. Cahaya khas plasma terjadi saat atom dan molekul berelaksasi ke keadaan normal dan berenergi rendah, melepaskan foton untuk menghasilkan cahaya tampak.
Spesies aktif dalam plasma bereaksi kuat terhadap kontaminan permukaan, membantu menghilangkan semua materi organik secara menyeluruh.
Plasma oksigen sangat efektif dalam memutus ikatan kimia sebagian besar bahan organik, termasuk ikatan C–H, C–C, dan C–O, yang mendukung pembentukan molekul kecil yang dapat dengan mudah dihilangkan selama pemrosesan. Selain itu, plasma menghasilkan hasil yang memungkinkan permukaan yang dirawat menjadi sangat bersih.
Proses yang digunakan oleh pembersihan plasma untuk menghilangkan kontaminan organik tidak hanya melibatkan reaksi kimia tetapi juga penghilangan fisik. Gas reaktif secara kimia dalam plasma, seperti udara dan oksigen, bereaksi dengan senyawa karbon di permukaan untuk membentuk produk gas yang dihilangkan dengan aliran gas. Seiring dengan peningkatan teknologi peralatan plasma, metode pembersihan ini secara bertahap menggantikan proses kimia basah yang berbahaya, sehingga pembersihan menjadi lebih aman.
Dalam ilmu hayati, pembersihan plasma digunakan untuk meningkatkan biokompatibilitas biomaterial. Plasma menambahkan gugus fungsional yang relevan secara biologis ke permukaan material, sehingga mendorong perlekatan dan pertumbuhan sel serta menghilangkan protein dan mikroorganisme yang mencemari. Plasma menjadi alat umum untuk memproses perangkat biomedis dan substrat kultur.
Dalam ilmu material, pembersihan plasma digunakan untuk mengubah kimia permukaan material guna meningkatkan daya rekat dan fungsionalitas. Dengan mengubah polaritas permukaan, daya rekat pada pelapis, perekat, dan tinta berbasis air dapat ditingkatkan, sehingga kinerja material menjadi lebih baik.
Dalam perangkat mikrofluida, pembersihan plasma merupakan teknologi utama yang digunakan untuk mengikat secara permanen kepingan mikrofluida PDMS dan slide kaca. Teknologi ini membantu menciptakan mikrokanal kedap air yang dapat beroperasi secara stabil dan terus-menerus, sehingga memainkan peran besar dalam pengembangan obat dan eksperimen biologis.
Plasmonik juga digunakan untuk meningkatkan kinerja sel surya dan perangkat fotovoltaik dengan mengurangi oksida negatif dan meningkatkan efisiensi energi, yang tidak hanya meningkatkan konduktivitas listrik material, tetapi juga menyuntikkan vitalitas baru ke dalam pengembangan energi terbarukan.
Di masa mendatang, dapatkah kita menemukan teknologi perawatan permukaan yang lebih inovatif dan efisien untuk mendorong batas-batas kemajuan teknologi?