Plasma là gì? Phân loại và ứng dụng của plasma trong cuộc sống

Bạn đã bao giờ tự hỏi về những tia sáng rực rỡ từ các vì sao, hay ánh sáng kỳ ảo từ đèn neon? Đó chính là Plasma, trạng thái thứ tư của vật chất ẩn chứa vô số bí ẩn và tiềm năng ứng dụng to lớn trong đời sống. Hãy cùng khám phá thế giới kỳ diệu của Plasma để hiểu rõ hơn về khái niệm Plasma là gì, có bản chất hay tính chất ra sao và những ứng dụng tuyệt vời của nó trong bài viết dưới đây của Inox Kim Vĩnh Phú nhé!

Công nghệ Plasma là gì?

Plasma là một trạng thái thứ tư của vật chất, kế tiếp sau chất rắn, chất lỏng và chất khí. Trạng thái plasma xảy ra khi các chất bị ion hóa mạnh. Tức là các nguyên tử và phân tử của chất bị tách ra thành các hạt electron và các ion.

Trên Trái Đất, plasma không phổ biến và thường chỉ tồn tại ở môi trường có nhiệt độ cao và điện từ trường mạnh. Trong điều kiện này, các hạt của vật chất sẽ trở thành electron tự do và ion tự do, và chúng có thể tương tác với các hạt của vật chất khác.

Định nghĩa Plasma là gì?

Tuy nhiên, hầu như 99% vật chất trong vũ trụ tồn tại dưới dạng plasma. Do đó, plasma được coi là trạng thái đầu tiên của vũ trụ. Công nghệ plasma được sử dụng để tiêu diệt virus, vi khuẩn, nấm mốc và làm lành vết thương, cũng như khử mùi. Công nghệ này dựa trên việc sử dụng tia plasma, trong đó các ion và electron của plasma tác động lên các chất khác để thực hiện các tác động này.

>>Xem thêm: Laser là gì? So sánh cắt plasma và laser

Phân loại Plasma hiện nay

Dựa trên nhiệt độ của các thành phần cấu tạo, Plasma được chia thành hai loại chính:

Tính chất của Plasma là gì?

Plasma sở hữu những tính chất độc đáo, khác biệt so với các trạng thái vật chất khác như rắn, lỏng và khí. Dưới đây là một số tính chất cơ bản:

• Trung tính về điện: Mặc dù chứa các ion mang điện tích dương và electron mang điện tích âm, nhìn chung là trung tính về điện. Lý do là vì số lượng ion dương và electron gần như bằng nhau, giúp tổng điện tích của plasma xấp xỉ bằng 0.
• Dẫn điện: Khả năng dẫn điện của plasma phụ thuộc vào mật độ và nhiệt độ. Plasma mật độ cao và nhiệt độ cao có khả năng dẫn điện tốt hơn do số lượng electron tự do nhiều hơn.
• Phát sáng: Khi các electron trong plasma va chạm với các nguyên tử hoặc ion, chúng có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng. Đây là nguyên nhân khiến các ngôi sao, đèn neon và đèn huỳnh quang phát sáng.
• Không có hình dạng xác định: Plasma không có cấu trúc xác định và có thể dễ dàng thay đổi hình dạng dưới tác động của các trường điện từ.
• Khả năng nén cao: Plasma có thể được nén tới mật độ rất cao, cao hơn nhiều so với chất rắn.

Tính chất của plasma có thể thay đổi tùy thuộc vào mật độ, nhiệt độ, thành phần hóa học và các yếu tố khác. Việc hiểu rõ các tính chất này rất quan trọng cho việc ứng dụng plasma trong các lĩnh vực khoa học và công nghệ khác nhau.

Tính chất của Plasma là gì?

Yếu tố xác định plasma

Để phân biệt plasma với các trạng thái vật chất khác, ta cần dựa trên những yếu tố sau:

Mức độ ion hóa

• Mức độ ion hóa là tỷ lệ phần trăm nguyên tử hoặc phân tử bị ion hóa trong plasma.
• Plasma được xác định khi mức độ ion hóa cao hơn một ngưỡng nhất định, thường là 1%.
• Mức độ ion hóa phụ thuộc vào nhiệt độ, mật độ và thành phần hóa học của plasma.

Tương tác plasma

• Các hạt trong plasma tương tác với nhau thông qua lực điện từ.
• Lực tương tác này mạnh hơn nhiều so với lực van der Waals hoặc liên kết hydro, vốn chi phối các trạng thái vật chất khác.
• Các tương tác plasma dẫn đến các tính chất độc đáo của plasma, chẳng hạn như khả năng dẫn điện và phát sáng.

Độ dài Debye

• Độ dài Debye là khoảng cách mà điện trường của một hạt mang điện bị che chắn bởi các hạt mang điện khác trong plasma.
• Độ dài Debye phải nhỏ hơn kích thước của plasma để nó được coi là plasma.

Yếu tố xác định plasma

• Plasma xấp xỉ: Áp dụng khi tham số plasma đại diện cho số hạt mang điện tích trong hình cầu Debye.
• Tương tác hàng loạt: Tầm soát Debye có thời gian ngắn so với kích thước vật lý của Plasma. Tiêu chuẩn ngày có nghĩa là các tương tác trong cơ thể Plasma quan trọng hơn các cạnh của nó. Khi tiêu chí này được đáp ứng, Plasma ở trạng thái gần như trung tính.
• Tần số: Tần số plasma electron lớn so với tần số va chạm trung hòa, từ đó tạo ra bởi dao động plasma của các electron. Khi các điều kiện hợp lệ, tương tác tĩnh điện chiếm ưu thế trong các quá trình động lực học khí truyền thống.

Plasma được ứng dụng vào lĩnh vực nào?

Plasma được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, mang lại lợi ích to lớn cho đời sống con người. Dưới đây là một số ví dụ tiêu biểu:

Công nghiệp, cơ khí

Plasma thường được sử dụng trong các máy cắt CNC, giúp việc gia công cơ khí nhanh hơn. Máy cắt plasma sử dụng tia plasma để tạo hình vết cắt theo hình vẽ.

Máy cắt Plasma CNC

Ứng dụng vào y học

• Điều trị vết thương: Plasma lạnh có khả năng khử trùng, kích thích tái tạo da, thúc đẩy quá trình liền thương, hiệu quả cho cả vết thương cấp tính và mãn tính.
• Điều trị các bệnh lý da liễu: Plasma lạnh giúp loại bỏ vi khuẩn, nấm, giảm viêm, cải thiện tình trạng da trong các bệnh như mụn trứng cá, chàm, vẩy nến,…
• Hỗ trợ điều trị ung thư: Plasma có thể tiêu diệt tế bào ung thư, tăng cường hệ miễn dịch, góp phần điều trị ung thư hiệu quả, đặc biệt là ung thư máu.

Ứng dụng vào y học

Thực phẩm

• Khử trùng bề mặt thực phẩm: Plasma lạnh giúp loại bỏ vi khuẩn, nấm, dư lượng thuốc trừ sâu trên bề mặt trái cây, rau củ, thịt, cá,… đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.
• Kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm: Plasma lạnh có thể ức chế sự phát triển của vi sinh vật, giúp thực phẩm tươi ngon lâu hơn.
• Xử lý nước thải trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm: Plasma lạnh có thể khử trùng nước thải, loại bỏ các chất hữu cơ độc hại, góp phần bảo vệ môi trường.

Như vậy qua bài viết trên bạn đã hiểu được khái niệm Plasma là gì, tính chất của nó và những ứng dụng của Plasma trong đời sống. Hãy theo dõi bài viết của chúng mình tại inoxkimvinhphu.com nhé!

Có thể bạn quan tâm:

• Hàn laser là gì? Phương pháp hàn laser ưu chuộng hiện nay
• Cắt laser là gì? Ưu nhược điểm và ứng dụng của laser CNC