低温等离子体技术

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 粉体材料的一个重要特性就是其表面效应。粉体微粒的表面原子数之比随粉体微粒的尺寸减小而大幅度增加，相应的，粒子的表面张力也随之增加，粉体材料的性质就会因此发生各种变化。以金属纳米微粒为例，随着尺寸减小，微粒的比表面积迅速增加，因而稳定性极低，很容易与其他原子相结合，在空中燃烧。另外，一些氧化物粉体微粒也会由于类似的原因，在暴露于大气中的时候很容易吸附气体。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 改善粉体的的表面效应是粉体材料应用过程中最主要的难题之一，而低温等离子体正是一种有效的表面改性技术。首先我们先了解下究竟什么是低温等离子体。低温等离子体是在特定条件下使气体部分电离而产生的非凝聚体系，其整个体系呈电中性，有别于固、液、气三态物质，被称作物质存在的第四态。具体来说低温等离子体主要由以下几部分组成：中性原子或分子、激发态原子或分子、自由基、电子或负离子、正离子以及辐射光子。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 产生等离子体的方法也有很多种，热电离法、光电离法、激波法、气体放电法、射线辐照法等。等离子体技术在粉体表面处理方面的应用主要有三个维度：等离子体刻蚀、等离子体辅助化学气相沉积和等离子体处理。而低温等离子体技术在改进粉体材料表面处理方面的应用主要有三方面：改进粉体分散性、改进界面结合性能、改进粉体表面性能。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 改进粉体分散性：由于粉体的表面效应,导致粉体很容易团聚，通过等离子体处理，可使粉体表面包膜或接枝，而产生粉体间的排斥力，使得粉体间不能接触，从而防止团聚体的产生，提高粉体分散性能。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 改进界面结合性能：无机矿物填料在塑料、橡胶、胶黏剂等高分子材料工业及复合材料领域发挥着重要的作用。但过多的填充往往容易导致有机高聚物整体材料的某些力学性能下降，并且容易脆化，等离子体技术正是改善这类材料力学性能的好方法。例如等离子体处理的碳酸钙填充PVC制备SMA复合材料可以使其弯曲强度、冲击强度等力学性能大大提高。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 改进粉体表面性能：这部分应用主要有三个分维度，一是能提高粉体的着色力、遮盖力和保色性；二是能保护粉体的固有性能及保护环境；三是在制药领域，能够使得粉体具有缓释作用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 粉体材料的低温等离子体处理技术对复合材料的发展具有重要的促进意义，但是其工业化的大量应用仍然有待继续努力，目前这一技术同时也是进行污水处理的研究热点之一。 /p p br/ /p

p 　　废水排放中的抗生素污染一直是个令人头疼的难题。日前，中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所等研发出了一种低温等离子体废水处理技术，能够对诺氟沙星为代表的喹诺酮类抗生素进行降解处理。相关成果发表在最近的环境领域类专业期刊《光化层》上。 /p p 　　该所研究员黄青课题组与企业合作，利用自行研制的医疗废水处理一体机产生臭氧，对诺氟沙星进行降解处理，并利用表面增强拉曼光谱分析降解产物，研究了其降解诺氟沙星的效率及机理。 /p p 　　此前，黄青课题组提出利用低温等离子体技术处理降解诺氟沙星的方案，并且发现处理过程中臭氧降解作用效果明显。为此，他们进一步研究臭氧对诺氟沙星的降解机理。研究人员发现，等离子体产生的臭氧可以快速降解诺氟沙星，同时臭氧对诺氟沙星的氧化降解主要体现在脱氟反应、羧基团和喹诺酮基团的断裂。 /p p 　　“低温等离子体产生臭氧经济实用、简便易行、绿色环保、无二次污染、实用性高，对开发高效废水处理技术、推广等离子体医疗废水处理技术的应用化发展有着重要意义，这项研究拓展了低温等离子体技术在环保领域的应用。”黄青透露，目前有关技术与设备正处于市场化推广阶段。 /p p 　　据了解，制药工业、养殖业及医院排放的污废水其成分非常复杂，不仅包括各种难降解有机物、各类细菌和病毒，还包含大量的抗生素。这些含抗生素的废水由于不经处理或者处理不达标排放至环境水体中造成细菌耐药性增强，严重影响生态平衡，同时对人体健康造成潜在威胁和风险。因此，研发新的既绿色环保又高效的抗生素废水处理技术和设备迫在眉睫。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/983e1d88-7823-40c7-9efd-ca47300d206e.jpg" title=" 绿· 仪社.jpg" alt=" 绿· 仪社.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 扫二维码加“绿· 仪社”为好友 了解更多环境监测精彩资讯！ /span br/ /p

style type=" text/css" .TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt } /style p 　　近年来，低温等离子体技术在生物医学领域显示出巨大应用前景及优势，受到广泛关注。其中，低温等离子体灭菌是该技术在生物医学研究中的热点。目前，已有多个研究显示其在伤口消毒、医疗设备消毒、农产品安全及食品安全等领域都具有广阔的灭菌应用前景。中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所黄青课题组，在利用低温等离子体技术增强灭菌效果及有关灭菌机制研究方面取得新进展。 /p p 　　黄青课题组关注微生物所处环境包括无机盐等对等离子体灭菌效果的影响。研究发现，维持生命活动所必需的常见无机盐离子——氯离子对低温等离子体灭菌效果产生重要影响，并根据等离子体处理时所用气体成分不同而不同。在氧气等离子体处理下，溶液中氯离子存在可显著促进灭菌效果，但在氮气或空气等离子体处理下，灭菌效果却明显下降。 /p p 　　为探索其作用机制，研究人员对不同气体等离子体处理下溶液中氯离子的转变，及其对生成的多种活性氧基团的影响进行定量分析。研究表明，氯离子在氧气等离子体处理下会快速氧化生成活性氯，后者可进一步进入细菌胞内，引起细菌死亡，而在氮气或空气等离子体处理下，生成的活性氯与生成的过氧化氢、亚硝酸根等快速反应生成氯离子、硝酸根等产物，导致等离子体灭菌能力降低。对细胞膜通透性分析表明，氯离子通过调节等离子体处理下细胞膜的损伤而改变等离子体的灭菌效果。 /p p 　　该研究有助于理解等离子体灭菌机制，并为今后实际应用中有目的地提高等离子体灭菌效果提供了依据。相关研究成果发表在 em Plasma Processes and Polymers /em 上。研究工作得到国家自然科学基金、安徽省自然科学基金及中科院青年创新促进会等的支持。 /p p br/ /p p style=" text-align:center " img alt=" " oldsrc=" W020171109532114950624.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/uepic/eed5e7ee-6b7c-4248-a14d-db2226e5ed85.jpg" uploadpic=" W020171109532114950624.jpg" / /p p style=" text-align: center " 氯离子对等离子体灭菌效果的影响及作用机制 /p