فناوری پلاسما چه کاربردی در زندگی دارد ؟

فناوری پلاسما به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرد. زیرا فناوری پلاسما قبلاً خود را به عنوان یک فناوری کلیدی و مقطعی در بسیاری از صنایع به عنوان یک استاندارد فناوری مدرن تثبیت کرده است.

فناوری پلاسما چیست و چه کاربردی دارد . اصطلاح پلاسما امروزه به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرد. زیرا فناوری پلاسما قبلاً خود را به عنوان یک فناوری کلیدی و مقطعی در بسیاری از صنایع به عنوان یک استاندارد فناوری مدرن تثبیت کرده است.

مترجم : مرجان بزرگیان

سرویس اخبار فناوری – وقتی صحبت از پلاسما به میان می آید. از حالت چهارم ماده در کنار جامد، مایع و گاز صحبت می کنیم. با تأمین انرژی کافی برای خروج تعداد بحرانی الکترون ها از لایه اتمی، گاز یونیزه شده و از حالت گازی به حالت چهارم ماده یعنی پلاسما تبدیل می شود. تامین انرژی معمولا با استفاده از یک منبع ولتاژ بالا به دست می آید. پلاسمای حاصل ماده ای با سطح انرژی بالا و ناپایدار است.

به گزارش خبر ICT ، اگرچه فیزیکدانان و شیمیدانان تنها برای مدت نسبتاً کوتاهی در مورد پلاسما صحبت کرده اند. پدیده های پلاسما از زمان های قدیم در زندگی انسان نقش داشته اند. رعد و برق آتش را فراهم کرد و شفق های شمالی باعث شد اجداد ما به موجودات برتر فکر کنند. به طور کلی، تقریباً تمام ماده موجود در جهان از پلاسما تشکیل شده است. زیرا ستاره ها عمدتاً از آن ساخته شده اند.

فناوری پلاسما چیست ؟

تاریخچه فیزیک پلاسما تجربی در حدود سال 1700 با آزمایش هایی بر روی پدیده های نورانی الکتریکی در کره های شیشه ای تخلیه شده آغاز می شود. در سال 1747، بنجامین فرانکلین میله صاعقه را اختراع کرد . مایکل فارادی برای اولین بار پرسش از چهار حالت ماده را مطرح کرد. جامد، مایع، گاز و به عنوان حالت چهارم، پلاسما. اولین کاربرد پلاسماهای فنی در سال 1857 توسط ورنر فون زیمنس با ازنزن خود برای تولید ازن با تخلیه الکترونیکی توسعه یافت.

پیشرفت های پیشگامانه در فناوری روشنایی (لوله های فلورسنت، لیزرهای شیشه ای، نمایشگرهای پلاسما) و در شیمی پلاسما و …  از کاربردهای مهم این فناوری نوآورانه می باشد. به عنوان مثال از این فناوری در تولید پوشش های الماس یا جوش پلاسما استفاده می شود. امروزه این فناوری ها بخشی جدایی ناپذیر از زندگی روزمره محصول هستند. امروزه، فناوری پلاسما اساساً در فرآیندهای تولید متعارف در صنعت و همچنین کاربردها در بخش بهداشت و فناوری پزشکی متحول شده است.

نحوه عملکرد پلاسمای فشار اتمسفر

پلاسما های تحت فشار اتمسفر،  توسط تخلیه الکتریکی در هوا یا گازهای دیگر تولید می شوند. این پلاسما دارای ترکیب قابل توجهی از خواص هستند که امکان تصفیه سطح منحصر به فرد را فراهم می کند. چنین پلاسمایی مقادیر زیادی از گونه های شیمیایی بسیار واکنش پذیر اما کوتاه مدت تولید می کند. این گونه‌ها می‌توانند طیف وسیعی از سطوح را ضدعفونی، تمیز، اصلاح و کاربردی کنند و آنها را برای چسباندن، رنگ‌آمیزی و چاپ آماده کنند. پیش تیمار پلاسما به طور قابل توجهی کیفیت نتایج را بهبود می بخشد.

پلاسماهای اتمسفر سرد

پلاسما یک گاز نیمه یونیزه است. قوس الکتریکی، موانع دی الکتریک، تاج و تخلیه مستقیم پیزوالکتریک گازها را در فشار اتمسفر یونیزه می کنند و پلاسما تولید می کنند. ذرات باردار – الکترون‌ها و یون‌ها – به انرژی‌های بالا در میدان‌های تخلیه شتاب می‌گیرند. تنها بخش کوچکی از مولکول‌های گاز به الکترون‌ها و یون‌های پرانرژی تبدیل می‌شوند و بقیه گاز خنثی و سرد می‌مانند. با تخلیه مستقیم پیزوالکتریک، دما فقط به 30-50 درجه سانتیگراد می رسد. این دماها حتی به سطوح حساس آسیب نمی رساند.

در حالی که پلاسما سرد می ماند، الکترون ها و یون های بسیار پرانرژی با مولکول های گاز برخورد می کنند و مقادیر زیادی از گونه های شیمیایی کوتاه مدت مانند گونه های اتمی H، N و O، رادیکال های OH و ON، ازن، اسید نیتروژن و نیتریک و مولکول های مختلف دیگر را در حالت های برانگیخته ناپایدار تولید می کنند. آنها این پلاسما را از نظر شیمیایی بسیار فعال می کنند.

پلاسمای بسیار موثر یک پلاسمای سرد است که سطح را بیش از حد گرم نمی کند. این روش  فقط لایه ای به ضخامت چند نانومتر روی سطح را پوشش می دهد و سطح را از نظر بصری تغییر نمی دهد. هیچ ماده شیمیایی سمی استفاده نمی شود و گونه های شیمیایی واکنش پذیر تولید شده توسط پلاسما در عرض میلی ثانیه پس از درمان تجزیه می شوند. این باعث می شود درمان پلاسما ایمن و سازگار با محیط زیست باشد.

پلاسمای سرد چه کاربردی دارد

پس از تماس با سطح تحت درمان، پلاسمای اتمسفری سرد و فعال شیمیایی، فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی مختلفی را آغاز می کند. واکنش دهنده های اصلی، گونه های شیمیایی خنثی بسیار واکنش پذیر، کوتاه مدت و در مقادیر زیاد توسط پلاسما تولید می شوند. هنگامی که تخلیه الکتریکی سطح تحت درمان را لمس می کند، با نور VUV تابش می شود و توسط الکترون ها و یون های پر انرژی بمباران می شود. اگرچه مقدار ذرات باردار کم است، اما واکنش پذیری بالای آنها تأثیر پلاسما را تا حد زیادی افزایش می دهد. فرآیندهای زیر به افزایش چسبندگی در پیش تصفیه چاپ با درمان پلاسما کمک می کند:

فناوری پلاسما چیست؟

فرآیندها به شرح زیر قابل تعریف است

پلاسما سطح را تمیز می کند

پلاسما پیوندهای آلی مولکول های آلی سنگین را می شکند و مولکول های سبک تر و فرارتر را ایجاد می کند که از سطح تبخیر می شوند. علاوه بر این، گونه‌های شیمیایی فعال، آلاینده‌های آلی را اکسید می‌کنند تا اکسید کربن و بخار آب را تشکیل دهند. از آنجایی که درمان پلاسما ناخالصی ها را تجزیه می کند و آنها را به بخار تبدیل می کند. به همین دلیل هیچ باقیمانده ای روی سطح باقی نمی ماند . در نتیجه سطح را در حالت فوق العاده تمیز و تمیز باقی می گذارد.

پلاسما اکسیدهای فلز را کاهش می دهد

ترشحات پلاسما مشتعل در گاز تشکیل دهنده، که معمولاً حاوی 5٪ هیدروژن و 95٪ نیتروژن است، مقدار زیادی از گونه های هیدروژن فعال تولید می کند. آنها از طریق تماس با سطوح فلزی اکسید شده، با اکسیدهای فلزی واکنش داده و آنها را به اتم های فلز و بخار آب تبدیل می کنند.

پلاسما سطح را تقویت می کند

با افزایش استحکام درمان، پلاسما لایه های سطحی ضعیف را در محدوده نانومتری با کمترین وزن مولکولی حذف می کند. پیوندهای شکسته پلیمرها به هم متصل می شوند و لایه سطحی قوی تری را تشکیل می دهند.

پلاسما باعث انتقال فاز و برش مولکول‌های پلیمر می‌شود

با افزایش استحکام تیمار بیشتر، پلاسما باعث انتقال فاز از ساختار بلوری به ساختار آمورف لایه سطحی می‌شود. دومی به راحتی در چسب پخش می شود و استحکام پیوند انتشار را افزایش می دهد. علاوه بر این، پلاسما مولکول‌های پلیمر را با قرار دادن انتهای باز قیچی‌مانند آن‌ها بر روی سطح تحت درمان می‌شکند. این باعث افزایش بیشتر استحکام چسب انتشار می شود.

رسوب پلاسما در سطح

گونه‌های پلاسما با واکنش با مولکول‌های پلیمری، گروه‌های قطبی OH و ON را روی سطح تمیز شده رسوب می‌کنند و در نتیجه انرژی سطح و ترشوندگی آن را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهند. در نتیجه، رنگی که متعاقباً اعمال می شود. به طور موثر سطح را خیس می کند و ریزساختارها را از طریق عمل مویرگی پر می کند.

پلاسما سطح را از نظر میکروسکوپی زبر می کند

تخلیه های الکتریکی با تماس مستقیم با بستر، به ویژه قوس هایی که روی بستر فلزی می سوزند، هنگامی که به عنوان کاتد استفاده می شود، سطح زیرلایه را در مقیاس میکرومتری فرسایش می دهد. این باعث ایجاد ریزساختارهایی می شود که توسط چسب ها پر شده و پیوند مکانیکی آنها را با بستر بهبود می بخشد.

مترجم : مرجان بزرگیان

فناوری پلاسما چیست

مشاغل پلتفرمی در عصر دیجیتال

تعریف مدیریت بازاریابی چیست و در سازمان ها چه کارکردی دارد

تحول دیجیتال در سازمان ها چه الزاماتی دارد