Language
Country/Area
No result found
Kết quả đáng ngạc nhiên của quá trình làm sạch bằng plasma: Làm thế nào để loại bỏ hoàn toàn ô nhiễm bề mặt?
Việc vệ sinh bề mặt ngày càng trở nên quan trọng trong môi trường công nghệ ngày nay, đặc biệt là trong các ứng dụng đòi hỏi độ sạch và độ chính xác cao, chẳng hạn như công nghệ y sinh, bán dẫn và năng lượng. Công nghệ làm sạch bằng plasma đang nhanh chóng trở thành một công cụ không thể thiếu trong các ngành công nghiệp này. Công nghệ này cung cấp cơ sở lý tưởng cho nhiều ứng dụng khác nhau bằng cách sử dụng năng lượng plasma để loại bỏ hiệu quả nhiều loại chất gây ô nhiễm bề mặt.
Làm sạch bằng plasma là gì?Làm sạch bằng plasma là một cách hiệu quả để loại bỏ tạp chất và chất gây ô nhiễm khỏi bề mặt bằng cách sử dụng các hạt tích điện.
Làm sạch bằng plasma là quá trình ion hóa các khí (như argon, oxy và các khí hỗn hợp của chúng) để tạo thành plasma năng lượng cao. Khi các nguyên tử và phân tử của các khí này trở về trạng thái năng lượng thấp hơn, chúng giải phóng các photon, tạo ra hiện tượng phát quang đặc trưng. Các loại khí khác nhau tạo ra màu sắc ánh sáng khác nhau và màu của plasma oxy là màu xanh nhạt.
Các chất được hoạt hóa trong các plasma này, bao gồm các nguyên tử, phân tử, ion, v.v., sẽ phản ứng với các vật liệu bề mặt trong plasma. Lấy oxy làm ví dụ, plasma có thể làm sạch hiệu quả và tiết kiệm các bề mặt quan trọng vì nó phá vỡ các liên kết hóa học của các chất gây ô nhiễm hữu cơ và chuyển chúng thành các khí như nước và carbon dioxide, sau đó được thải ra khỏi buồng xử lý, để lại bề mặt rất sạch.
Plasma hoạt động như thế nào
Trong plasma, các nguyên tử khí bị kích thích lên trạng thái năng lượng cao và bị ion hóa. Ánh sáng đặc trưng của plasma xuất hiện khi các nguyên tử và phân tử chuyển sang trạng thái bình thường, năng lượng thấp, giải phóng các photon để tạo ra ánh sáng khả kiến.
Các chất hoạt động trong huyết tương phản ứng mạnh với các chất gây ô nhiễm bề mặt, giúp loại bỏ hoàn toàn mọi chất hữu cơ.
Plasma oxy đặc biệt hiệu quả trong việc phá vỡ các liên kết hóa học của hầu hết các chất hữu cơ, bao gồm các liên kết C–H, C–C và C–O, giúp hình thành các phân tử nhỏ có thể dễ dàng loại bỏ trong quá trình xử lý. Ngoài ra, plasma còn tạo ra kết quả cho phép bề mặt được xử lý trở nên cực kỳ sạch sẽ.
Ứng dụng của làm sạch plasma
Vệ sinh và khử trùng
Quá trình sử dụng phương pháp làm sạch bằng plasma để loại bỏ các chất gây ô nhiễm hữu cơ không chỉ bao gồm các phản ứng hóa học mà còn bao gồm cả quá trình loại bỏ vật lý. Các khí có phản ứng hóa học trong plasma, chẳng hạn như không khí và oxy, phản ứng với các hợp chất cacbon trên bề mặt để tạo thành các sản phẩm khí được loại bỏ cùng với dòng khí. Khi công nghệ thiết bị plasma được cải thiện, phương pháp làm sạch này đang dần thay thế các quy trình hóa học ướt nguy hiểm, giúp việc làm sạch trở nên an toàn hơn.
Khoa học sự sống
Trong khoa học sự sống, phương pháp làm sạch bằng plasma được sử dụng để cải thiện khả năng tương thích sinh học của vật liệu sinh học. Nó bổ sung các nhóm chức năng có liên quan về mặt sinh học vào bề mặt vật liệu, do đó thúc đẩy sự bám dính và phát triển của tế bào và loại bỏ các protein và vi sinh vật gây ô nhiễm. Plasma đã trở thành một công cụ phổ biến để xử lý các thiết bị y sinh và chất nền nuôi cấy.
Khoa học vật liệu
Trong khoa học vật liệu, làm sạch bằng plasma được sử dụng để thay đổi tính chất hóa học bề mặt của vật liệu nhằm cải thiện độ bám dính và chức năng. Bằng cách thay đổi độ phân cực bề mặt, độ bám dính với lớp phủ gốc nước, chất kết dính và mực có thể được cải thiện, giúp vật liệu có hiệu suất tốt hơn.
Vi chất lỏng
Trong các thiết bị vi lưu, làm sạch bằng plasma là công nghệ chính được sử dụng để liên kết vĩnh viễn các chip vi lưu PDMS và các tấm kính. Công nghệ này giúp tạo ra các kênh vi mô không thấm nước, có thể hoạt động ổn định và liên tục, đóng vai trò to lớn trong phát triển thuốc và các thí nghiệm sinh học.
Tế bào năng lượng mặt trời và công nghệ quang điện
Plasmonic cũng được sử dụng để nâng cao hiệu suất của pin mặt trời và các thiết bị quang điện bằng cách giảm oxit âm và cải thiện hiệu quả năng lượng, không chỉ cải thiện độ dẫn điện của vật liệu mà còn truyền thêm sức sống mới vào quá trình phát triển năng lượng tái tạo.
Trong tương lai, liệu chúng ta có thể khám phá ra những công nghệ xử lý bề mặt hiệu quả và sáng tạo hơn để thúc đẩy giới hạn tiến bộ công nghệ hay không?
