什么是等离子体等离子体的作用分类特点 [复制链接]

大家都知道常见的物质有三态，分别是固态、液态和气态，但这只适用于我们人类生活的地球，而在宇宙中更加广泛存在的是第四态：等离子态。那什么是等离子体，等离子体的作用有哪些？在医疗方面应用现状如何？下面一起来了解下等离子体的作用、分类、特点及在医学上的应用。什么是等离子体等离子体（下图以氧气为例）是由电子、离子、自由基、光子以及其他中性粒子组成。其中电子、离子和自由基是活性粒子，非常容易和其他固体物质的表面发生反应，等离子处理就是利用了这个特性来进行的。

等离子态的激发需要满足一定条件，比如一定的低压（真空）、一定的电场或温度等。

等离子体的作用等离子体中含有大量活性粒子，在一定范围内频繁高速撞击处理材料的表面，会诱发两种反应：

物理反应活性粒子轰击待清洗表面，使污染物脱离表面最终被带走。下图以氩气等离子处理金属表面为例：氩气在腔体的高压电场作用下电离产生大量氩离子和其他活性粒子轰击待处理金属表面，可以将金属表面污染物及氧化膜以纳米级清除，同时等离子碰撞的微蚀刻效应增加了金属比表面积，也会一定程度改善其粘合附着及亲水性能。

大气中的氧气等离子的活性基团可以和处理物表面的有机物反应产生二氧化碳和水，达到深度清洁作用，同时在表面产生更多羧基和羟基等亲水基团，提高材料亲水性。

上图为氢气氮气的混合气体对聚四氟乙烯材料进行表面处理前后的成份差异，处理后形成更多的亲水基团，让材料表面湿润角更小。等离子体的分类及特点按照温度分类①高温等离子体：温度可以从一两百度到上万度，等离子体射流本身温度高，而与固相接触碰撞后会让表面温度更高，这类等离子只适合处理陶瓷、金属等耐热材料。②低温等离子体：一般采用低压（真空）的电场或高频高电压环境下的电晕放电来实现等离子体产生，温度可控制在接近常温。适合处理塑料、硅胶、芯片等不耐热材料。

激发频率分类①超声等离子体：激发频率为40kHz，诱发处理表面的物理反应。②射频等离子体：激发频率为13.56MHz，诱发处理表面的物理反应和化学反应。③微波等离子体：激发频率为2.45GHz，诱发处理表面的化学反应。气体成分分类等离子气体可以是活性气体比如氧气、氢气，可以是惰性气体比如氩气、氮气，也可以使用混合气体比如空气、氢氮气、氢氩气等。不同的气体有不同的特点，可以对表面产生不同的物理和化学作用。等离子处理在医学中的应用等离子体可以深度清洁、高效灭菌、增加比表面积的同时提高材料粘合力和亲水性，因此广泛应用于医学材料的改性，比如一次性注射器的内表面、导尿管的亲水性提升、体内植入物的预处理，眼科隐形眼镜的材料亲水（早期的硅水凝胶软镜均需要等离子处理）、口腔科种植牙和矫形器的处理等也日益广泛，另外因其高效的灭菌功效，也研制了医用专业的等离子灭菌柜。

OK镜片使用中的问题表面脏污和蛋白沉淀OK镜每天晚上佩戴在眼睛中，泪液中的蛋白、脂质和眼部分泌物会沉积在镜片表面，而镜片的内表面多弧段设计以及蛋白脂质的粘附性让手工和超声波清洗都无法彻底清洁干净，孩子佩戴这种镜片容易眼干、过敏甚至诱发感染。亲水性下降，湿润度降低，佩戴眼干OK镜在出厂之前都会经过等离子处理，让镜片保持亲水，但等离子处理后的镜片在干燥环境保持时间很短，即使湿保存经过反复佩戴和揉搓清洗，也会效果减退。细菌、病毒或其他微生物滋生OK镜片的储存需要阴凉湿润的环境，而这种环境非常适合微生物生长，即使使用护理液和消毒酶液清洗浸泡，也很难完全杜绝，这也是诱发孩子眼部不适的重要原因。

等离子清洗机对OK镜片的作用深度清洁等离子清洗机可以在腔体产生大量活性等离子体，其物理轰击可以清除镜片表面纳米级污染，其化学作用可以打断有机膜的键合使之变成二氧化碳和水，从而还原镜片洁净表面。但需要注意的是等离子清洗的效果微量而细致（纳米级别），并非传统认知的清洗，处理前后的肉眼改变辨识度不高。提高湿润性等离子的物理蚀刻可以增加镜片比表面积，增加亲水，同时活性基团也可以增加镜片表面极性，使之更亲水，这个效果改变非常明显。高效灭菌大气和氧气等离子体含有臭氧、紫外线和其他活性粒子，可以快速杀灭细菌和其他微生物。但惰性气体的等离子体灭菌效果会偏弱。

文末结语以上就是关于什么是等离子体，以及等离子体的作用、分类、特点及在医学上的应用介绍，等离子表面处理一直广泛应用在工业制造领域，在ok镜的加工生产也是材料优化的重要一步，现在随着设备小型化，已经可以做成桌面式相对便医院和门诊使用。而适合ok镜片的等离子清洗需要满足低温、便捷、对镜片无损伤等要求。