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초청정 표면 처리: 플라즈마가 생물의학 기기의 미래를 어떻게 바꿀 수 있을까?
과학기술의 지속적인 발전으로 플라즈마 세척 기술은 점차 생물의학 장비의 표면 처리를 위한 새로운 시대의 선택이 되었습니다. 이 기술은 표면 불순물과 오염물질을 제거하여 관련 장비의 청결을 크게 향상시킵니다. 플라즈마 세척의 핵심은 고주파 전압을 이용해 가스를 활성화시켜 매우 높은 에너지의 플라즈마를 생성하는 것입니다. 이를 통해 표면의 유기 오염물질을 효과적으로 분해하고 제거할 수 있습니다.
원자, 분자, 이온, 자유 라디칼, 미타상, 단파장 자외선 영역의 광자 등 플라즈마의 활성화된 종류는 플라즈마에 놓인 모든 표면과 반응합니다.
세척 기술은 플라즈마가 표면과 접촉하면 광자를 방출하여 특징적인 '빛'을 생성하는 능력을 바탕으로 합니다. 다양한 기체에서 생성된 플라즈마는 각기 다른 색상으로 나타납니다. 예를 들어, 산소 플라즈마에서 생성되는 빛은 연한 파란색입니다. 산소를 이용한 플라즈마는 매우 효과적이고 환경 친화적이며, 깨끗한 표면에 있는 유기 오염물질의 화학 결합을 효과적으로 분해합니다.
이 과정에서 산소종(O2+, O2- 등)이 형성됩니다. . , O3 등)은 유기 오염 물질과 결합하여 물(H2O), 이산화탄소(CO2) 및 저분자량 탄소 수소 화합물, 이러한 최종 분해 산물은 공정 중 외부로 배출되어 매우 깨끗한 표면만 남습니다.
가공할 재료가 은이나 구리처럼 산화되기 쉬운 경우, 일반적으로 아르곤이나 헬륨으로 처리합니다.
플라스마 세척은 물리적인 세척 과정일 뿐만 아니라, 재료과학적 관점에서 볼 때 화학적으로 매우 반응성이 높은 가스를 도입합니다. 이는 세척 효과를 향상시키는 데 상당히 기여합니다. 현재 이 기술은 생물의학 장비의 세척, 소독, 재료 개조에 적용되어 많은 장비의 기능과 성능을 크게 향상시켰습니다.
적용 범위
청소 및 소독
플라스마 세척은 화학적으로 유기 오염 물질을 제거할 뿐 아니라, 표면에서 탄화수소를 물리적으로 제거합니다. 플라즈마 세척은 화학적 반응성 가스(산소 및 공기 등)와 상호 작용하여 과도한 오염 물질을 빠르게 무해한 가스로 전환하여 표면이 이상적인 청결 상태에 도달하도록 보장합니다.
이러한 응용 분야에는 금 표면에서 자체 조립된 단층 제거, 의료 기기의 잔류 단백질 제거, 나노 전극 세척 등이 포함됩니다.
생명 과학
생명과학 분야에서 세포의 생존, 기능, 증식은 모두 미세환경과의 접착에 달려 있습니다. 플라즈마 세척 기술은 화학물질을 사용하지 않고 생물학적으로 관련 있는 작용기(카르보닐, 카르복실, 아민기 등)를 재료 표면에 추가하여 재료의 생체적합성과 생물학적 활성을 크게 개선합니다.
플라스마 세척은 세포 배양, 조직 공학, 임플란트와 같은 응용 분야에서 폭넓은 잠재력을 보여주었습니다.
재료 과학
재료 과학에서 표면 젖음성과 개질은 재료의 특성을 개선하는 핵심 방법 중 하나로 간주됩니다. 플라즈마 세척은 극성 작용기를 도입하여 재료 표면의 화학 성질을 변화시켜 수성 코팅, 접착제, 잉크 및 에폭시에 대한 접착력을 향상시킵니다.
특정한 응용 분야로는 그래핀 필름의 열전력과 폴리머 반도체 이종 구조의 일함수를 향상시키는 것이 있습니다.
마이크로유체학
플라스마 세척 기술은 또한 광범위한 연구 응용 분야에 사용될 수 있는 미세유체 장치에도 사용됩니다. PDMS 소재의 신속한 개발과 조절 가능한 속성 덕분에 플라즈마 세척을 통해 PDMS 마이크로유체 칩을 유리 슬라이드나 다른 PDMS 층에 영구적으로 결합하여 누출 없는 마이크로 채널을 형성할 수 있습니다.
이 기술은 플라스마 분리, 단일 세포 RNA 시퀀싱, 마이크로유체 장치에서의 장기 수화 유지 등에 응용될 수 있습니다.
태양 전지 및 태양광 기술
플라스모닉스는 태양 전지와 태양광 장치의 성능을 향상시킬 수도 있습니다. 예를 들어, 산화몰리브덴(MoO3)을 감소시키면 단락전류밀도를 크게 증가시킬 수 있고, 이산화티타늄 나노시트의 수소생산능력을 향상시킬 수 있으며, PEDOT:PSS의 전도도를 향상시켜 더욱 효율적인 ITO를 구현할 수 있다. - 무료 페로브스카이트 태양 전지.
플라즈마 세척 기술은 오늘날의 생물의학 장비 생산에서 점점 더 많은 주목을 받고 있습니다. 다양한 분야에서 심층적인 탐구를 통해 앞으로 더 혁신적인 응용 분야가 등장할 수 있습니다. 이 기술이 생물의학 장비의 필수적인 부분으로 성장하게 될까요?
