پلاسمای سرد چیست؟ + معرفی ۴ کاربرد‌ حیرت‌انگیز آن! [آپدیت ۲۰۲۵]

معرفی پلاسمای سرد

فناوری پلاسمای سرد چیست؟ حالت چهارم ماده چیست؟ بله، ماده دارای حالت چهارمی غیر از سه دسته ای است که همه در مورد آن می دانند! جامد، مایع و گاز. حالت چهارم ماده پلاسما نام دارد. بنابراین، پلاسما چه چیزی می تواند باشد و چرا باید در مورد آن بدانیم؟ یک بلوک یخ را در نظر بگیریم. وقتی گرم می شود، یخ به آب(مایع) تبدیل می شود. با گرم شدن بیشتر، آب مایع به بخار تبدیل می شود، حالت گازی. نقش تکنولوژی پلاسمای سرد در دستگاه تصفیه هوا چیست؟

وقتی گرمای بیشتری به گاز می دهیم چه اتفاقی می افتد؟

به پلاسما تبدیل می شود!

در اصل، پلاسما حالتی عجیب و غریبی از ماده است که از مخلوطی از الکترون ها، اتم های باردار و اتم های خنثی تشکیل شده است. در زندگی روزمره ما با پلاسما به شکل شفق های قطبی زیبا(نورهای شمالی) و نورپردازی در آسمان مواجه می شویم. هنگام خروج از جو سیاره با خورشید، ستارگان و بادهای خورشیدی مواجه می شویم که همگی از پلاسما تشکیل شده اند.

در حقیقت، ما توسط پلاسما که جزء مشترک جهان است احاطه شده ایم.

تقریباً ۹۹ درصد از کل مواد شناخته شده در کیهان از پلاسما تشکیل شده است که سه حالت معمولی ماده را تنها با ۱ درصد باقی می گذارد.

پلاسمای سرد چیست؟

پلاسما با تامین گرمای یک گاز تولید می‌شود. از این رو، ممکن است فکر کنیم که پلاسما همیشه در طبیعت گرم است. با این حال، هر پلاسمایی داغ نیست.

قبل از ادامه، اجازه دهید دانش خود را در مورد دما و گرما تازه کنیم.

این یک تصور غلط رایج است که دمای بالاتر همیشه به معنای گرمای زیاد است. هنگام تعریف گرمی یا سردی یک ماده معین، نه تنها باید دمای واقعی آن را در نظر گرفت، بلکه باید ظرفیت گرمایی آن را نیز در نظر گرفت.

به عنوان مثال: دمای الکترون‌های داخل لامپ فلورسنت در اتاق شما ۲۰۰۰۰ کلوین است، اگرچه وقتی لامپ را لمس می‌کنید احساس گرما نمی‌کنید. این به این دلیل است که تعداد الکترون های با دمای بالا در داخل لامپ شما در مقایسه با هوا در دمای اتاق بسیار کم است.

بنابراین انتقال حرارت کل به دیواره لامپ توسط این الکترونها که به دیوار برخورد می کنند به اندازه کافی زیاد نیست. از این رو، ظرفیت گرمایی پلاسما در لامپ فلورسنت کم است و دیواره لامپ را در دمای اتاق نگه می دارد.

اجازه دهید مثال دیگری بزنیم:

شاید تجربه کرده باشید که به طور تصادفی خاکستر سیگار روی دستتان افتاده است. حتی با وجود اینکه دمای خاکستر بسیار بالاست، احتمالاً بلافاصله نسوخته اید. این به این دلیل است که مقدار کل گرمای درگیر بسیار کم است.

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 ۱۰۰۰۰ 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.

دو مورد بسیار جذاب در مورد تکنولوژی پلاسمای سرد وجود دارد.

1.  اینکه، پلاسمای سرد منبع الکترون های با دمای بالا در شرایط محیطی (دمای اتاق و فشار) است.
2. هنگام تعامل در یک محیط باز، گونه های واکنش پذیر زیادی تولید می کند. از این گونه های واکنش پذیر می توان برای بسیاری از واکنش های شیمیایی در زمینه های مختلف علم استفاده کرد.

کاربرد های فناوری پلاسمای سرد

علم پزشکی:

1. برای درمان دندان
2. درمان پوست
3. استریل کردن وسایل پزشکی
4. نابود کردن میکروارگانیسم ها

علم مواد:

برای اصلاح سطح(تولید تراشه های کامپیوتری) استفاده می شود.

صنایع غذایی:

1. تولید مواد غذایی
2. بسته بندی

علوم محیطی:

از آن در تصفیه هوا و آب و بسیاری موارد دیگر استفاده می شود.

در صنعت بهداشت و درمان با تمرکز بر دستگاه های ضدعفونی و تصفیه کننده هوا از پلاسما برای حذف میکروارگانیسم ها و آلاینده ها از هوا استفاده می شود.

پلاسمای سرد را در حذف ذرات معلق(PM) و میکروارگانیسم ‌ها از جمله قارچ‌ها، باکتری‌ها و ویروس‌ها گزارش کردند.

فناوری پلاسمای سرد همچنین به طور موثری بو، ترکیبات آلی فرار(VOCs) و مواد شیمیایی متعدد از جمله فرمالدئید را حذف کرد.

ظرفیت گرمایی کم و از همه مهمتر بازدهی هزینه تولید پلاسما از کاربردهای متنوع پلاسما است که باعث علاقه فراوان محققان به فناوری پلاسما شده است.

پویا فناوران یسان از سال۱۳۹۸ در پارک علم و فناوری سازمان پژوهش ‌های علمی و صنعتی ایران آغاز به کار کرد.

تمرکز یسان بر روی توسعه فناوری نانو در دستگاه های ضدعفونی و تصفیه کننده هوا است. و به‌ سرعت هم در زمینه توسعه کمّی و کیفی فناوری پلاسمای سرد و هم در زمینه‌ دستگاه های ضدعفونی و تصفیه کننده هوا گسترش یافت.

سخن پایانی

حرکت در مسیر تکنولوژی پلاسمای سرد همواره مورد توجه مدیران شرکت پویا فناوران یسان بوده است. به‌ طوری که هم‌ اکنون شرکت دارای چندین محصول دانش‌بنیان است. با توجه به اینکه هم‌اکنون طیف وسیعی از سازمان ها و نهاد ها با حوزه ‌های کاری گوناگون مشتریان شرکت پویا فناوران یسان هستند، رسالت شرکت توسعه کمّی فعالیت‌های جاری، افزایش سطح کیفی خدمات، و نیز واردشدن به حوزه‌های دیگر فناوری پلاسمای سرد در قالب فعالیت‌های تحقیق و توسعه است.