Language
Country/Area
No result found
Xử lý bề mặt siêu sạch: Plasma thay đổi tương lai của các thiết bị y sinh như thế nào?
Với sự tiến bộ không ngừng của khoa học công nghệ, công nghệ làm sạch plasma dần trở thành sự lựa chọn mới trong xử lý bề mặt thiết bị y sinh. Công nghệ này cải thiện đáng kể độ sạch của các thiết bị liên quan bằng cách loại bỏ tạp chất và chất gây ô nhiễm trên bề mặt. Nguyên lý cốt lõi của quá trình làm sạch bằng plasma là sử dụng điện áp tần số cao để kích hoạt khí nhằm tạo ra plasma năng lượng cực cao, có khả năng phân hủy và loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm hữu cơ trên bề mặt.
Các thành phần hoạt hóa của plasma, bao gồm các nguyên tử, phân tử, ion, gốc tự do, pha mita và photon trong dải tia cực tím sóng ngắn, phản ứng với bất kỳ bề mặt nào được đưa vào plasma.
Công nghệ làm sạch dựa trên khả năng giải phóng photon của plasma khi tiếp xúc với bề mặt, tạo ra 'ánh sáng' đặc trưng. Plasma được tạo ra bởi các loại khí khác nhau sẽ có màu sắc khác nhau. Ví dụ, ánh sáng do plasma oxy tạo ra có màu xanh nhạt. Plasma sử dụng oxy cực kỳ hiệu quả và thân thiện với môi trường, phá vỡ hiệu quả các liên kết hóa học của các chất gây ô nhiễm hữu cơ để làm sạch bề mặt.
Trong quá trình này, các loại oxy (như O2+, O2-) được hình thành . , O3, v.v.) sẽ kết hợp với các chất ô nhiễm hữu cơ để tạo ra nước (H2O), carbon dioxide (CO2) và Hợp chất hydro cacbon có khối lượng phân tử thấp, các sản phẩm phân hủy cuối cùng này được thải ra bên ngoài trong quá trình này, để lại bề mặt cực sạch.
Nếu vật liệu cần xử lý dễ bị oxy hóa, chẳng hạn như bạc hoặc đồng, thì thường được xử lý bằng argon hoặc heli.
Làm sạch bằng plasma không chỉ là một quá trình làm sạch vật lý mà còn tạo ra các loại khí có phản ứng hóa học cao theo quan điểm khoa học vật liệu. Điều này góp phần đáng kể vào việc cải thiện hiệu quả làm sạch. Hiện nay, công nghệ này đã được ứng dụng vào việc vệ sinh, khử trùng và biến đổi vật liệu của các thiết bị y sinh, cải thiện đáng kể chức năng và hiệu suất của nhiều thiết bị.
Phạm vi ứng dụng
Vệ sinh và khử trùng
Làm sạch bằng plasma không chỉ loại bỏ các chất gây ô nhiễm hữu cơ về mặt hóa học mà còn loại bỏ hydrocarbon khỏi bề mặt về mặt vật lý. Bằng cách tương tác với các khí phản ứng hóa học (như oxy và không khí), quá trình làm sạch bằng plasma có thể nhanh chóng chuyển đổi các chất gây ô nhiễm dư thừa thành các khí vô hại, đảm bảo bề mặt đạt đến trạng thái sạch lý tưởng.
Các ứng dụng này bao gồm loại bỏ các lớp đơn tự lắp ráp khỏi bề mặt vàng, các protein còn sót lại trên các thiết bị y tế và làm sạch các điện cực nano.
Khoa học sự sống
Trong lĩnh vực khoa học sự sống, sự sống còn, chức năng và sự phát triển của tế bào đều phụ thuộc vào độ bám dính của chúng với môi trường vi mô. Công nghệ làm sạch plasma có thể bổ sung các nhóm chức năng có liên quan về mặt sinh học (như nhóm cacbonyl, cacboxyl và amin) vào bề mặt vật liệu mà không cần sử dụng hóa chất, cải thiện đáng kể khả năng tương thích sinh học và hoạt tính sinh học của vật liệu.
Việc làm sạch bằng plasma đã cho thấy tiềm năng to lớn trong các ứng dụng như nuôi cấy tế bào, kỹ thuật mô và cấy ghép.
Khoa học vật liệu
Trong khoa học vật liệu, khả năng thấm ướt và biến đổi bề mặt được coi là một trong những phương pháp chính để cải thiện các tính chất của vật liệu. Làm sạch huyết tương có thể thay đổi hóa học bề mặt của vật liệu bằng cách giới thiệu các nhóm chức năng cực, do đó cải thiện độ bám dính với lớp phủ, chất kết dính, mực và epoxies trên nước.
Các ứng dụng cụ thể bao gồm cải thiện công suất nhiệt của màng graphene và chức năng công việc của các cấu trúc dị thể bán dẫn polymer.
Vi chất lỏng
Công nghệ làm sạch huyết tương cũng được sử dụng trong các thiết bị vi lỏng, có thể được sử dụng trong một loạt các ứng dụng nghiên cứu. Nhờ sự phát triển nhanh chóng và các đặc tính có thể điều chỉnh của vật liệu PDMS, quá trình làm sạch bằng plasma có thể đảm bảo liên kết vĩnh viễn các chip vi lưu PDMS với các phiến kính hoặc các lớp PDMS khác, tạo thành các kênh vi mô không bị rò rỉ.
Các ứng dụng của công nghệ này bao gồm tách huyết tương, trình tự RNA đơn bào và giữ hydrat hóa dài hạn trong các thiết bị vi lỏng.
Tế bào năng lượng mặt trời và công nghệ quang điện
Plasmonic cũng có thể nâng cao hiệu suất của pin mặt trời và các thiết bị quang điện. Ví dụ, bằng cách khử oxit molypden (MoO3), mật độ dòng điện ngắn mạch có thể tăng đáng kể, trong khi khả năng sản xuất hydro của các tấm nano titan dioxide có thể được cải thiện và độ dẫn điện của PEDOT:PSS có thể được tăng cường để đạt được ITO hiệu quả hơn -tế bào năng lượng mặt trời perovskite tự do.
Công nghệ làm sạch plasma ngày càng được chú ý trong sản xuất thiết bị y sinh hiện nay. Với sự khám phá sâu rộng trong nhiều lĩnh vực, nhiều ứng dụng sáng tạo hơn có thể xuất hiện trong tương lai. Liệu công nghệ này có phát triển và trở thành một phần không thể thiếu của các thiết bị y sinh không?
