فناوری پلاسمای سرد چیست؟

پلاسمای سرد : تصفیه هوا با استفاده از پلاسما سرد ، یک روش نوین برای ضد عفونی محیط است و بدون آسیب وارد کردن به بافت‌های انسانی، با استفاده از  میکروب‌ها را از بین می‌برد.

پلاسما چیست؟

پلاسما ماده ای فوق گرم است – آنقدر داغ که الکترون ها از اتم ها جدا می شوند و یک گاز یونیزه تشکیل می دهند. بیش از 99 درصد از جهان مرئی را پلاسما تشکیل می دهد. در آسمان شب، پلاسما به شکل ستاره‌ها، سحابی‌ها و حتی شفق‌های قطبی می‌درخشد که گاهی در بالای قطب شمال و جنوب موج می‌زند. آن شاخه از رعد و برق که آسمان را می شکافد پلاسما است، تابلوهای نئونی در خیابان های شهر ما نیز همینطور هستند. و همینطور خورشید ما، ستاره ای که زندگی روی زمین را ممکن می کند.

پلاسما اغلب به همراه جامد، مایع و گاز “وضعیت چهارم ماده” نامیده می شود. درست همانطور که یک مایع می جوشد و با اضافه شدن انرژی به گاز تبدیل می شود، گرم کردن یک گاز پلاسما را تشکیل می دهد -در واقع پلاسما سوپی است از ذرات با بار مثبت (یون ها) و ذرات باردار منفی (الکترون)!

دمای پلاسما

دمای پلاسما که معمولاً بر حسب کلوین یا الکترون ولت اندازه گیری می شود، اندازه گیری انرژی جنبشی حرارتی هر ذره است. دمای بالا معمولاً برای حفظ یونیزاسیون مورد نیاز است که یکی از ویژگی های مشخص پلاسما است.

الف) پلاسمای حرارتی یا تعادلی

پلاسمای حرارتی ماده ای است که دمای آن تقریبا برابر با دمای یک الکترون در حال حرکت (10 تا 100 الکترون ولت)می باشد. یعنی در این محیط دمای الکترون ها با دمای دیگر ذرات محیط برابر است. به همین دلیل به این پلاسما، پلاسمای تعادلی نیز گفته می شود.

ب)پلاسما غیر حرارتی یا غیر تعادلی

پلاسمای غیر حرارتی(Non Thermal Plasma) یا (NTP) ماده ای با انرژی الکتریکی در حالت گازی است و می تواند با عبور گازها از میدان های الکتریکی تولید شود .میانگین انرژی الکترونی NTP، در حدود 20 eV است، که به طور قابل توجهی بیشتر از دمای سایر اجزای محیط است.بنابراین به این نوع پلاسما، پلاسمای غیر تعادلی نیز گفته می شود.

در NTP، بیشتر انرژی الکتریکی به جای گرم کردن گاز صرف تولید ذرات پرانرژی  می شود. بنابراین انرژی موجود در NTP صرف تفکیک و یونیزاسیون گاز مورد استفاده به وسیله الکترون می‌شود تا گونه‌های NTP از جمله مولکول‌های گاز خنثی الکتریکی، ذرات باردار به شکل یون‌های مثبت، یون‌های منفی، رادیکال‌های آزاد و الکترون‌ها و کوانتوم‌های گاز تولید شود.

کاربرد های پلاسما غیر تعادلی

اخیراً پلاسمای غیر حرارتی طیف گسترده‌ای از کاربردها را برای آلودگی‌زدایی میکروبیولوژیکی به دلیل رادیکال‌های شیمیایی و بیواکتیو تولید شده در طول تخلیه الکتریکی، از جمله گونه‌های فعال اکسیژن و گونه‌های فعال نیتروژن پیدا کرده است. این گونه ها اکسید کننده های بسیار قوی هستند که می توانند به سرعت سایر ترکیبات معدنی و آلی را تجزیه کنند.

یکی از کاربرد های مهم فناوری پلاسمای سرد، در تجزیه میکرو ارگانیسم های موجود در هوای محیط اطراف ماست که موجب تصفیه هوا و تنفس سالم می گردد.در واقع هنگامی که از دستگاه تصفیه هوا با فناوری پلاسمای سرد استفاده می کنیم، ذرات پر انرژی پلاسمای سرد وارد هوا شده و با انواع میکروارگانیسم ها، گرد و غبار، آلودگی های صنعتی و حتی بو نامطبوع واکنش می دهند و موجب از بین رفتن مواد مضر برای تنفس انسان می شوند و در نهایت هوایی پاکیزه و عاری از هر گونه آلودگی برای شما به ارمغان می آورند.در مقالات بعد به نحوه تصفیه هر ذره آلوده کننده هوا با پلاسمای سرد می پردازیم.

فناوری پلاسمای سرد

فناوری پلاسمای‌ سرد مورد استفاده در دستگاه های شرکت پویا فناوران یسان (YESON) با نام تجاری ایروسان  (AIROSUN) یک محیط طبیعی و غنی از یونهای اکسیژن مثبت و منفی تولید می کند. این یون های مثبت و منفی در تلاش برای پایدار شدن، بدنبال اتم ها و مولکول های موجود در هوا برای انتقال الکترون هستند، و به این ترتیب آلاینده های هوا، باکتری ها و سلول های ویروسی، گازها، ذرات معلق (مولکول‌های آلی ساده، هاگ‌های کپک و قارچ، گرده) و ترکیبات آلی فرار را خنثی می کنند. دستگاه های شرکت پویا فناوران یسان (YESON) با نام تجاری ایروسان (AIROSUN) با استفاده از فناوری پلاسمای سرد و نانو فیلتراسیون، کلیه آلاینده های مضر هوا را از بین می برند.

Cold plasma

Cold plasma (or non-equilibrium plasma) is the plasma where the temperature of the individual constituents are different from each other. Electrons are at higher temperature (more than 10,000K) and neutral atoms are at room temperature. However, the density of the electrons in the plasma is very low compared to the density of the neutral atoms

In the laboratory, cold plasmas are generally produced by the provision of electrical energy to different inert gases. This can be done at room temperature and at atmospheric pressure. This means that we avoid all the hassles of big costly instruments, making cold plasma technology affordable

پلاسمای سرد (یا پلاسمای غیر تعادلی) پلاسمایی است که دمای اجزای تشکیل دهنده آن با یکدیگر متفاوت است. الکترون ها در دمای بالاتر (بیش از 10000 کلوین) و اتم های خنثی در دمای اتاق هستند. با این حال، چگالی الکترون های پلاسما در مقایسه با چگالی اتم های خنثی بسیار کم است. در آزمایشگاه، پلاسمای سرد عموماً با تأمین انرژی الکتریکی به گازهای بی اثر مختلف تولید می شود. این را می توان در دمای اتاق و در فشار اتمسفر انجام داد. این بدان معنی است که ما از تمام دردسرهای ابزارهای پرهزینه بزرگ اجتناب می کنیم و فناوری پلاسمای سرد را مقرون به صرفه می کنیم.

?What are the applications of cold plasma

In Biomedicine, cold plasma is used for the treatment of teeth, skin and sterilization of medical devices. In material science, it is used for surface modifications (computer chip production). In food industry, cold plasma finds applications in the packaging process as well as in food production. In environmental sciences, it is used in air and water purification and many more. Because of low heat capacity of cold plasma, the diversity of plasma applications and above all the cost efficiency of its production caused a very high interest in plasma technology. Researchers are continuously surprised by the new applications plasma science is offering

کاربردهای پلاسمای سرد چیست؟

در Biomedicine از پلاسمای سرد برای درمان دندان، پوست و استریل کردن وسایل پزشکی استفاده می شود. در علم مواد برای اصلاح سطح (تولید تراشه های کامپیوتری) استفاده می شود. در صنایع غذایی، پلاسمای سرد در فرآیند بسته بندی و همچنین در تولید مواد غذایی کاربرد دارد. در علوم محیطی از آن در تصفیه هوا و آب و بسیاری موارد دیگر استفاده می شود. به دلیل ظرفیت گرمایی کم پلاسمای سرد، تنوع کاربردهای پلاسما و مهمتر از همه بازدهی هزینه تولید آن باعث علاقه بسیار زیادی به فناوری پلاسما شده است. محققان به طور مداوم از کاربردهای جدیدی که علم پلاسما ارائه می دهد شگفت زده می شوند.

دنیای اطراف ما توسط پلاسما احاطه شده‎است، زیرا پلاسما جزئی از جهان معمول است. در زندگی روزمره، پلاسما به شکل شفق‌هایی زیبا (شفق قطبی) و نورپردازی در آسمان وجود دارد. علاوه ‎بر ‎این، هنگام خروج از جو سیاره، با پلاسما در خورشید، ستاره‎ها و بادهای خورشیدی (جریانی از ذرات یونی یا پلاسمای انرژی‎دار) روبرو می‎شویم. تقریباً ۹۹ درصد از کل مواد شناخته‌شده در جهان در حالت پلاسما هستند و سه حالت معمول ماده (جامد، مایع و گاز) تنها یک درصد را شامل می‌شود.

ذرات آلاینده هوا توسط یونها شارژ می شوند و باعث جمع شدن آنها در فیلترها می شوند.

باکتری ها و سلول های ویروس با یون های اکسیژن پیوند می خورند و از بین می روند.

گازهای بد بو و ذرات معلق در اثر تماس با یون های اکسیژن اکسید می شوند و خنثی می شوند.