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超干净的表面处理：等离子体如何改变生物医学设备的未来？
随着科技的不断进步，等离子体清洗技术逐渐成为生物医学设备表面处理的新时代选择。这种技术藉由去除表面杂质和污染物，使相关设备的清洁度显著提高。等离子体清洗的核心在于利用高频电压激活气体，产生能量极高的等离子体，这些等离子体能够有效地分解和去除表面的有机污染物。
等离子体的激活物质，包括原子、分子、离子、自由基、米塔稳态以及短波紫外线范围内的光子，会与任何放入等离子体中的表面发生反应。
这种清洁技术的原理基于等离子体在与表面接触后，能够释放出光子，并形成代表性特征的“光辉”。不同气体产生的等离子体会呈现出不同的颜色。例如，氧气等离子体产生的光辉为浅蓝色。使用氧气的等离子体极具效果且环保，能够有效地打破有机污染物的化学键，进而清理表面。
在这一过程中，形成的氧物种（如O2+、O2- 、O3等）将与有机污染物结合，生成水（H2O）、二氧化碳（CO2）和低分子量碳氢化合物，这些最终的分解产物会在处理过程中被排出室外，留下超干净的表面。
如果待处理的材料容易被氧化，例如银或铜，则通常使用氩气或氦气进行处理。
等离子体清洗不仅仅是一种物理清洁过程，同时也能从材料科学的角度引入极具化学反应性的气体。这对于提高清洁效果有着显著的贡献。目前，这种技术已经应用于生物医学设备的清洁、消毒以及材料改性，让许多设备在功能与性能上都有了大幅提升。
应用范畴
清洁与消毒
等离子体清洗在去除有机污染物的过程中，不仅能因应化学反应，还能物理性地去除表面上的碳氢化合物。通过与化学反应气体（如氧气、空气）的相互作用，等离子体清洗能迅速将那多余的污染物转化为无害的气体，确保表面达到理想的清洁状态。
这些应用包括去除金表面的自组装单分子层、医疗设备上的残留蛋白质、以及 nanoelectrode 的清洗等。
生命科学
在生命科学领域，细胞的存活、功能及增殖都依赖于其与微环境的黏附性。等离子体清洗技术在不使用化学品的情况下，能够向材料表面添加生物相关的功能基团（例如羰基、羧基和胺基），显著提升材料的生物相容性和生物活性。
等离子体清洗在细胞培养、组织工程、植入物等方面的应用展示出了广泛的潜力。
材料科学
在材料科学中，表面湿润性和改性被视为提升材料特性的关键方法之一。等离子体清洗能够透过引入极性功能基团来改变材料的表面化学特征，从而提高对水性涂层、黏合剂，油墨和环氧树脂的黏附性。
具体应用包括提升石墨烯薄膜的热功率和聚合物半导体异质结构的工作函数等。
微流控技术
等离子体清洗技术在微流控装置中的应用同样不可小觑，这些装置可广泛应用于多种研究。由于PDMS材质的快速开发和可调特性，等离子体清洗可以确保PDMS微流控芯片与玻璃滑片或其他PDMS层的永久性粘合，形成无漏水的微通道。
这种技术的应用涵盖血浆分离、单细胞RNA测序以及微流控设备的长期水合保留等。
太阳能电池与光伏技术
等离子体同样能增强太阳能电池及光伏设备的性能。比如，通过还原钼氧化物（MoO3），能显著提高短路电流密度，同时改善二氧化钛纳米片的氢产生能力，提升PEDOT:PSS的导电性以实现更高效的无ITO钙钛矿太阳能电池。
在如今的生物医学设备生产中，等离子体清洗技术的重视程度越来越高，随着其在各领域的深入探索，未来或许会出现更多创新应用。这项技术是否会成长为生物医学设备不可或缺的一部分呢？
