ठंड प्लाज्मा प्रौद्योगिकी(के रूप में भी जाना जाता हैगैर-थर्मल प्लाज्मायाकम तापमान प्लाज्मा) एक ऐसी स्थिति है जहां एक गैस आंशिक रूप से आयनित होती है, जिससे प्रतिक्रियाशील प्रजातियों का एक अनूठा मिश्रण होता हैबिनाथोक गैस को काफी गर्म करना। यहाँ एक ब्रेकडाउन है:
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कोर अवधारणा:
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प्लाज्मा को अक्सर "पदार्थ की चौथी स्थिति" (ठोस, तरल, गैस से परे) कहा जाता है। इसमें आयनों, मुक्त इलेक्ट्रॉन, तटस्थ परमाणु/अणु और विभिन्न उत्साहित प्रजातियां शामिल हैं।
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मेंथर्मल/गर्म प्लाज्मा(जैसे वेल्डिंग आर्क्स या लाइटनिंग में), सभी कण (इलेक्ट्रॉनों, आयन, न्यूट्रल) बहुत अधिक तापमान (हजारों डिग्री सेल्सियस) में थर्मल संतुलन के पास होते हैं।
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कोल्ड प्लाज्माएक गैर-संतुलन राज्य प्राप्त करता है। इलेक्ट्रॉन अत्यधिक ऊर्जावान होते हैं (10,000-100,000+ ° C समतुल्य), लेकिन भारी आयन और तटस्थ गैस अणु कमरे के तापमान (आमतौर पर 25-60 ° C) के करीब रहते हैं। यह महत्वपूर्ण है।
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यह कैसे उत्पन्न होता है:
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वायुमंडलीय दबाव या कम दबाव पर एक गैस (आमतौर पर हवा, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, आर्गन, हीलियम, या मिश्रण) के लिए एक मजबूत विद्युत क्षेत्र (एसी, डीसी, स्पंदित, माइक्रोवेव, आरएफ) को लागू करके बनाया गया है।
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सामान्य पीढ़ी के तरीके:
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ढांकता हुआ बाधा निर्वहन (DBD):एक ढांकता हुआ अवरोध और एक गैस गैप द्वारा अलग किए गए इलेक्ट्रोड। फिलामेंटरी या फैलाना प्लाज्मा बनाता है।
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वायुमंडलीय दबाव प्लाज्मा जेट (APPJ):गैस इलेक्ट्रोड के माध्यम से बहती है, एक लक्ष्य पर निर्देशित प्लाज्मा का एक प्लम उत्पन्न करती है।
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कोरोना डिस्चार्ज:एक तेज बिंदु के साथ उच्च-वोल्टेज इलेक्ट्रोड टिप के पास प्लाज्मा बनाता है।
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कैपेसिटिव या इंडिकली कपल आरएफ प्लाज्मा।
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प्रमुख घटक और सक्रिय एजेंट:
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ऊर्जावान इलेक्ट्रॉन:ड्राइव प्रतिक्रियाएं।
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प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजाति (आरओएस):ओजोन (O₃), परमाणु ऑक्सीजन (O), सिंगलेट ऑक्सीजन (₂o₂), सुपरऑक्साइड (O,), हाइड्रॉक्सिल रेडिकल (· OH)।
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प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन प्रजातियां (आरएनएस):नाइट्रिक ऑक्साइड (NO), नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO₂), पेरोक्सीनाइट्राइट (Onoo⁻)।
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यूवी फोटॉन:उत्साहित प्रजातियों की छूट के दौरान उत्सर्जित।
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चार्ज कण (आयन और इलेक्ट्रॉन):सतहों के साथ बातचीत कर सकते हैं।
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विद्युत क्षेत्र।
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यह शक्तिशाली और अद्वितीय क्यों है:
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हल्का तापमान:थर्मल क्षति के बिना गर्मी-संवेदनशील सामग्री (प्लास्टिक, जैविक ऊतकों, भोजन) का इलाज कर सकते हैं।
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प्रतिक्रियाशील रसायन विज्ञान:ROS, RNS, UV और आयनों का कॉकटेल कुशलता से कर सकता है:
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सूक्ष्मजीवों (बैक्टीरिया, वायरस, कवक, बीजाणु) को मार डालो।
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सतह के गुणों को संशोधित करें (wettability, आसंजन, मुद्रण क्षमता को बढ़ाएं)।
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प्रदूषकों और विषाक्त पदार्थों को नीचा दिखाना।
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विशिष्ट रासायनिक प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देना।
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जैविक प्रक्रियाओं को उत्तेजित करें (जैसे, घाव भरने, बीज अंकुरण)।
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सूखी प्रक्रिया:अक्सर कोई तरल पदार्थ या कठोर रसायनों की आवश्यकता नहीं होती है।
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तेज और कुशल:प्रतिक्रियाएं आमतौर पर तेजी से होती हैं।
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पर्यावरण के अनुकूल:आम तौर पर रासायनिक तरीकों की तुलना में न्यूनतम अपशिष्ट पैदा करता है; उत्पन्न ओजोन/आरएन स्वाभाविक रूप से विघटित होते हैं।
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प्रमुख आवेदन:
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नसबंदी और परिशोधन:चिकित्सा उपकरण, पैकेजिंग सामग्री, अस्पताल की सतह, खाद्य सतह (फल, सब्जियां, मांस), जल उपचार, वायु शुद्धि।
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चिकित्सा (प्लाज्मा चिकित्सा):घाव भरने और कीटाणुशोधन (क्रोनिक घाव, बर्न्स), कैंसर थेरेपी अनुसंधान, दंत चिकित्सा, त्वचा उपचार, रक्त जमावट।
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सामग्री प्रसंस्करण और सतह संशोधन:पेंट/कोटिंग्स/ग्लूज़ के लिए आसंजन में सुधार, कपड़ा रंगाई को बढ़ाना, सतहों को साफ करना, कार्यात्मक कोटिंग्स बनाना।
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खाद्य उद्योग:रोगजनकों को मारकर शेल्फ-जीवन का विस्तार करना और उत्पादन, मांस और पैकेजिंग पर जीवों को खराब करना; बीज अंकुरण वृद्धि; माइकोटॉक्सिन गिरावट।
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कृषि:बेहतर विकास/प्रतिरोध, पौधे की बीमारी नियंत्रण के लिए बीज उपचार।
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पर्यावरणीय उपचार:हवा में वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) को तोड़ना, पानी में कार्बनिक प्रदूषकों को अपमानित करना।
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इलेक्ट्रॉनिक्स:नक़्क़ाशी, बयान, वेफर्स और घटकों की सफाई।
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ऊर्जा:ईंधन सुधार, दहन बढ़ाने।
संक्षेप में:कोल्ड प्लाज्मा प्रौद्योगिकी लगभग कमरे के तापमान पर आंशिक रूप से आयनित गैस की शक्तिशाली प्रतिक्रियाशीलता का उपयोग करती है। यह विविध क्षेत्रों में पारंपरिक थर्मल, रासायनिक, या विकिरण-आधारित प्रक्रियाओं के लिए एक बहुमुखी, कुशल और अक्सर पर्यावरण के अनुकूल विकल्प प्रदान करता है, विशेष रूप से जहां गर्मी संवेदनशीलता या रासायनिक अवशेष प्रमुख चिंताएं हैं। यह अनुसंधान और औद्योगिक अनुप्रयोग का एक तेजी से आगे बढ़ने वाला क्षेत्र है।
