نصیر موج گسترش

همانطور که میدانید همه ی مواد از تعداد بسیاری از اتم ها تشکیل شده اند که داخل این اتم ها ذرات ریز اتمی همانند الکترون پروتون و نوترون وجود دارند. به طور معمول،الکترون‌های یک نمونه ی جامد، مایع و گاز در همان اتم باقی می‌مانند اما اگر جریان الکتریکی در جامد یا مایع جریان داشته باشد، برخی از الکترون‌ها می‌توانند از اتمی به اتم دیگر حرکت کنند،اما این حرکت به صورت پرش‌های کوتاه توسط تک تک الکترون‌ها بین هسته‌های مجاور رخ می‌دهد. در پلاسما، به دلیل گرما یا جریان الکتریکی فوق العاده زیاد تعداد قابل توجهی از ا لکترون ها دارای سطح انرژی بالایی هستند که هیچ هسته ای نمی تواند آنها را نگه دارد و این فرآیند باعث از دست رفتن الکترون و تبدیل شدن اتم به یون باردار میشود که در نهایت گاز یونیزه را ایجاد میکند .
یک گاز یونیزه شده، بر خلاف گاز در شرایط عادی خود، می تواند جریان الکتریکی را تا حد محدودی هدایت کند. اگر میدان گرما یاالکتریکی شدید شود، بسیاری از اتم ها به یون تبدیل می شوند. گاز فوق یونیزه حاصل، پلاسما است که می تواند جریان الکتریکی بزرگ و پایداری را هدایت کند.
پلاسما بیش از 99 درصد جهان مرئی را تشکیل میدهد. 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 رعد و برق که آسمان را می شکافد پلاسما است، تابلوهای نئونی در خیابان های شهر ما هم همینطور. و همینطور خورشید ما، ستاره ای که زندگی روی زمین را ممکن می کند.

در این نوع پلاسما ، بین الکترون ها و مولکول های برخورد ایجاد میشود که این برخورد باعث ایجاد تعادل حرارتی بین الکترون ها و مولکول های گاز میشود و این یعنی دمای الکترون ها با مولکول های گاز تقریبا برابر هستند و پلاسما تقریبا به طور کامل یونیزه شده است. در این نوع پلاسما دما 10000 کلوین تا بیش از یک میلیون کلوین متغیر است. چنین پلاسمایی می تواند توسط رعد و برق ، جرقه ها و شعله ها تولید شود.

در این نوع پلاسما نرخ برخورد بین الکترون ها و مولکول های گاز پایین است و تعادل غیر حرارتی بین الکترون ها و مولکول های گاز برقرار نمیشود. بنابراین ذرات پرانرژی مانند الکترون ها تشکیل شده اند در حالی که انرژی مولکول های گاز در حدود دمای اتاق است.حتی در پلاسمای سرد دمای الکترون به طور معمول چندین هزار کلوین است. یونیزه شدن بخش کوچکی از پلاسما ( تقریبا یک درصد ) از ویژگی های پلاسمای سرد است.

این پلاسما توسط یک میدان مغناطیسی محدود شده و رفتار و خواص آن را تغییر میدهد . پلاسمای مغناطیسی در پدیده های نجومی مانند شعله های خورشیدی و شفق های قطبی نیز یافت می شود.

این پلاسما علاوه بر اجزای معمول پلاسما حاوی ریز ذرات نانو متری یا میکرومتری است. این ریز ذرات تاثیر به سزایی بر رفتار و خواص پلاسما دارد. پلاسمای غبارآلود در ابرهای میان ستاره‌ای، حلقه‌های سیاره‌ای، و ستاره های دنباله‌دار مشاهده میشوند .

حالت پرانرژی پلاسما امکان برش و اتصال دقیق فلزات را فراهم می کند و آن را به یک ابزار ضروری در صنایع فلزکاری و تولید تبدیل می کند.

پلاسما پیوندهای آلی مولکول‌های آلی سنگین را می‌شکند و مولکول‌های سبک‌تر و فرار بیشتری را تولید می‌کند که از سطح تبخیر می‌شوند. علاوه بر این، گونه‌های شیمیایی فعال، آلاینده‌های آلی را اکسید می‌کنند و اکسیدهای کربن و بخار آب را تشکیل می‌دهند. از آنجایی که پلاسما آلاینده‌ها را می‌شکند و آنها را به بخار تبدیل می‌کند، هیچ باقی‌مانده‌ای روی سطح باقی نمی‌ماند، و سطح در حالت تمیزی فوق‌العاده خوب باقی می‌ماند.

بسیاری از پلیمرها بی اثر هستند و به راحتی به مواد دیگر مانند رنگ و چسب نمی چسبند. با اتصال گروه های مولکولی قطبی به آن، فعال سازی سطح پلاسما می تواند چسبندگی سطح ماده پلیمری را افزایش دهد.

فرآیند پوشش پلاسما یک لایه پلیمری در مقیاس نانو را بر روی سطح یک جسم ایجاد می کند. این فرآیند تنها به چند دقیقه نیاز دارد تا پوششی کمتر از 1/100عرض موی انسان تولید شود. این پوشش‌ها که در مقیاس اتمی چسبانده شده‌اند، معمولاً شفاف، بی‌بو و غیرقابل تشخیص هستند.پوشش‌های پلاسما در حال حاضر موضوعی داغ در بسیاری از زمینه‌های علمی هستند، زیرا پتانسیل بالایی در طیف وسیعی از کاربردها دارند.

استفاده از پلاسمای غیر حرارتی برای درمان زخم‌های مزمن، مانند زخم‌های وریدی پا و زخم‌های فشاری موثر است. این پلاسما علاوه بر اثرات ضد عفونی کننده می تواند اثر مستقیم بر سلول های تشکیل دهنده ی پوست به ویژه فیبروبلاست ها نقش اساسی در بهبود زخم ها دارد. فیبروبلاست ها سلول های تولید کننده ی کلاژن و پروتئین در درم هستند و نقش مهمی در کمک به بهبود زخم های پوستی و همچنین حفظ استحکام و سفتی پوست دارند. پلاسمای سرد همچنین در لخته شدن خون، کاهش التهاب و تحریک رشد سلولی بهبود زخم را تسریع کند.

"آنکولوژی پلاسما"، یعنی استفاده از پلاسمای اتمسفری سرد (CAP) برای درمان تومورها زمینه جدیدی در پزشکی پلاسما است. نتایج چندین مطالعه که در این بررسی خلاصه شده است نشان می دهد که CAP بر روی سلول های تومور چه در شرایط آزمایشگاهی و چه در داخل بدن موثر است. نشان داده شده است که CAP در غلظت کم قادر است رشد سلول های تومور را متوقف کند و باعث مرگ سلولی در غلظت های بالاتر شود و این نسبت به درمان های استاندارد موثرتر است. علاوه بر این، نتایج اولیه نشان می‌دهد که به نظر می‌رسد CAP برای سلول‌های سرطانی انتخابی است زیرا در سلول‌های تومور موثرتر از سلول‌های طبیعی است. تحولات فعلی در این زمینه این امید را ایجاد کرده است که CAP می تواند یک رویکرد درمانی جدید جالب در درمان سرطان باشد.

پلاسمای سرد به دلیل امکان استفاده در بافت های زنده توجه ویژه ای را به خود جلب کرده است و در دندان پزشکی نیز مورد توجه قرار گرفته است. از بین بردن جرم و سفید کردن دندان ، آلودگی زدایی و فعالیت میکروب کشی ، بلیچینگ دندان و همچنین در فعالیت های تخصصی دندان پزشکی نیز کاربرد های زیادی دارد .

استریلیزاسیون پلاسما که به عنوان استریلیزاسیون پلاسمای گاز پراکسید هیدروژن در دمای پایین نیز شناخته می شود، این روش از درجه حرارت پایین ( حداکثر 35 درجه سانتیگراد ) و رطوبت و فشار کم برای دستیابی به استریلیزاسیون مؤثر و کارآمد طراحی شده و در عین حال آسیب احتمالی به ابزارها و تجهیزات را به حداقل میرساند و همچنین نسبت به روش های قدیمی استریلیزاسیون سریعتر است و راندمان بالاتری دارد .

دستگاه های تصفیه ی پلاسما سرد هوای آلوده را با مکش به درون دتستگاه میکشد. پس از آن در حضور پلاسمای سرد و اشعه ماوراء بنفش، اتفاقی شبیه به رعد و برق درون آن به وقوع می پیوندد. به این صورت که یون های باردار و رادیکال های آزاد، میکروارگانیسم ها ، غشا و DNA آلاینده ها را تخریب نموده و آن ها از بین می برند

تکنیک های مبتنی بر پلاسما می توانند به طور موثر آلاینده های مختلف موجود در فاضلاب از جمله پاتوژن ها، ترکیبات آلی و فلزات سنگین را تجزیه و تصفیه کنند و آب آشامیدنی تولید کنند. این روش ها به دلیل مصرف کم انرژی و حداقل تولید محصولات جانبی مضر و جلوگیری از هدررفت آب سودمند و دوستدار محیط زیست هستند.

زباله سوز پلاسما یک فرایند پیشرفته با دمای بسیار بالا (10000درجه ی سانتیگراد) هست که زباله ها را به عناصر اولیه تجزیه میکند. این فناوری باعث کاهش حجم زباله ها ، کاهش آلاینده ها و حتی باعث تولید انرژی (از حرارت حاصل از فرآیند زباله سوزی در زباله سوزهای پلاسما، می‌توان برای تولید بخار آب و تولید برق استفاده کرد.) میشود.