Trong các thể vật chất, ngoài thể rắn, lỏng, khí thì còn có thể plasma. Vậy plasma là gì? Trạng thái plasma được ứng dụng vào các lĩnh vực trong đời sống như thế nào? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn giải thích những thắc mắc này.
Plasma là gì?
Trạng thái plasma là gì? Plasma là trạng thái thứ 4 của vật chất (ngoài 3 thể là rắn, lỏng và khí), trong plasma các chất bị ion hóa mạnh.
Ví dụ một viên đá lạnh được đun nóng thì dần chuyển thành thể lỏng, tăng nhiệt lên thì nước sẽ bốc hơi. Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ lên cao hơn, các electron có điện âm bắt đầu rời khỏi nguyên tử và sẽ chuyển động tự do, nguyên tử lúc này trở thành các ion mang điện dương. Ở nhiệt độ càng cao thì các electron bứt ra khỏi nguyên tử khí ngày càng nhiều. Hiện tượng này được gọi là sự ion hóa của chất khí, thể khí ion hóa này chính là “trạng thái plasma”.
Xét về nhiệt động lực học, công nghệ plasma hiện có:
– Plasma nóng hay thermal plasma: được tạo ra ở áp suất, nhiệt độ, năng lượng cao.
– Plasma lạnh hay cold plasma: được tạo ra ở áp suất thường hoặc môi trường chân không và cần ít năng lượng.
Thời gian gần đây, các nước trên thế giới đã tập trung nhiều nguồn lực cho việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma lạnh trong các lĩnh vực hoá học, y sinh, nông nghiệp… Đối với lĩnh vực y học, tia plasma lạnh đang chứng tỏ được tiềm năng rất lớn, được đánh giá là yếu tố quan trọng trong nền y sinh.
Ứng dụng của plasma trong đời sống
Trong y học
Hiện nay, plasma lạnh được ứng dụng vào việc điều trị các vết thương cấp tính như vết mổ, bỏng, vết thương mới hay mãn tính như loét do tì đè hay loét đái tháo đường,…Ngoài ra, một số bệnh về da liễu để điều trị nấm, chàm, chữa mụn trứng cá, làm đẹp,…đều có thể có sự can thiệp của tia plasma.
Bên cạnh đó, plasma còn được sử dụng để làm lành các vết thương. Trong quá trình liền vết thương thì các vết thương mãn tính thường dễ bị viêm, lâu liền. Hơn nữa, hiện nay chưa có nhiều phương pháp loại bỏ màng sinh học. Bên cạnh đó, vấn đề kháng lại kháng sinh vẫn đang là một thách thức với y học. Tuy nhiên, những thử nghiệm với plasma lạnh thì lại có phổ diệt khuẩn vô cùng rộng đã được nghiên cứu và chứng minh đạt hiệu quả lâm sàng.
Do tính chất vật lý nên plasma hầu như không xảy ra khả năng hình thành sự kháng khuẩn. Ở nhiều nước trên thế giới thì thiết bị plasma lạnh đã vượt qua thử nghiệm lâm sàng và được hội đồng đạo đức cấp phép để tác động trực tiếp lên con người (Mỹ, Đức, Pháp, Nhật Bản,…). Tia plasma lạnh giúp điều trị làm liền vết thương nhanh và đạt hiệu quả cao, đặc biệt là không gây hiệu ứng phụ.
Ứng dụng vào gia công cơ khí.
Cách tạo ra plasma trong mỏ hàn để ứng dụng vào cơ khí đã được nhiều nước áp dụng thành công. Sự hình thành plasma bắt đầu khi một khí như nitơ, oxy, argon hoặc khí nén bị đẩy qua vòi phun nhỏ trong mỏ hàn. Hồ quang điện được tạo ra từ nguồn cấp năng lượng bên ngoài sẽ được đưa vào dòng khí có áp suất cao, kết quả là ta thu được tia plasma. Máy tia plasma ngay lập tức sẽ đạt đến nhiệt độ 40.000 ° F, xuyên qua chi tiết gia công và thổi bay vật liệu nóng chảy một cách nhanh chóng. Dưới đây là một số loại máy ứng dụng plasma:
– Máy cắt tay
Plasma được ứng dụng vào máy cắt tay có kích thước tương đối nhỏ, do đó dễ dàng di chuyển để cắt tại nơi có diện tích khiêm tốn.
– Máy cắt Plasma CNC
Mỏ cắt plasma được gắn lên máy cắt CNC, có thể thực hiện cắt các hình bất kỳ theo bản vẽ trên AutoCAD. Ứng dụng này được dùng rộng rãi trong công nghiệp chế tạo thiết bị, đóng tàu, chế tạo kết cấu thép,…
– Máy đột dập
Kết hợp máy đột dập với mỏ cắt plasma cho ra thiết bị có tính năng kép. Thông thường, mũi đột hoạt động sẽ tạo thành các lỗ chính xác. Trong khi mỏ cắt Plasma được dùng để cắt lỗ có kích thước lớn, các đường cắt nhiều hình và đường bao của các chi tiết.
– Robot
Robot là các tay máy đa trục có thể thao tác, chuyển động được theo 3 chiều. Mỏ cắt plasma sẽ được gắn ở tay robot để cắt các vật liệu có hình dạng bất kỳ.
Trên đây là khái niệm cũng như một số ứng dụng của plasma trong đời sống. Hy vọng bài viết sẽ giúp ích cho bạn đọc về các vấn đề liên quan đến plasma.