پلاسما گرم ( بررسی انواع ، کاربرد و دستگاه پلکسر )

احتمالا شما هم این روزها با دو واژه پلاسما سرد و پلاسما گرم سردرگم شده اید، برخی از شرکت ها ادعا می کنند که دارنده دستگاه با پلاسما گرم هستند که اثربخشی بیشتر و موثرتری نسبت به پلاسما سرد دارد؛ برخی دیگر در مورد پلاسما سرد همین ادعا را دارند.

برخی از شرکت ها نیز با این ادعا که دستگاه های ما ترکیبی از پلاسما گرم و سرد است، دستگاه خود را معرفی می کنند. اگر اطلاعات بیشتری لازم دارید و می خواهید در مورد تفاوت پلاسما گرم و سرد و کاربردهای آنها بدانید، متن زیر برای شما پزشک یا درمانگر گرامی است.

در طبیعت چهار حالت از ماده داریم، جامد، مایع و گاز؛ حالت چهارم ماده که زیاد با آن سر و کار نداریم، پلاسما است، بنابراین پلاسما یک ماده خاص نیست، بلکه حالتی از ماده است.

اشتباه رایجی که این روزها مطرح می شود، تقسیم بندی پلاسما به دو نوع پلاسما گرم و پلاسما سرد است. باید این مسئله را در نظر داشت که پلاسما را بر اساس روش تولید آن می توان تقسیم بندی کرد و نه بر اساس اثرات آن، لذا داشتن پلاسما گرم یا سرد نسبت به یکدیگر مزیتی وجود ندارد، اما نتایج هر یک متفاوت است، بنابراین کاربرد آنها نیز متفاوت خواهد بود.

پلاسما اولین بار در سال 1879 و توسط ویلیام کروکس William Crookes طی انجام یک آزمایش در آزمایشگاه شناسایی شد. کروکس پلاسما را ماده تابشی می نامید. مطالعات سیستماتیک و منظم پلاسما با تحقیقات ایروینگ لانگمویر Irving Langmuir و همکارانش در دهه 1920 آغاز شد. لانگمویر در توصیف پلاسما آن را گاز یونیزه شده نامید.

پلاسما هوا را یونیزه کرده و به دلیل داشتن چنین اثری به تدریج وارد علم پزشکی شده است و کاربردهای پزشکی نیز دارد. برای سوبلیمیشن یا تصعید بافت، ذرات باردار هوا با بافت هدف برخورد کرده و با بالا بردن انرژی جنبشی بافت هدف، آن را تصعید یا سوبلیمیت می کنند.

انوع پلاسما

پلاسماها به دلیل محدوده قابل توجه دما و چگالی قابل، در بسیاری از زمینه های تحقیقاتی، فناوری و صنعت کاربرد دارند. واقعیت این است که تقسیم بندی پلاسما به پلاسما گرم و سرد به لحاظ علمی درست نیست و در این تقسیم بندی بهتر است از عبارت های low pressure discharge به معنای پلاسمای فشار پایین و Atmospheric pressure یعنی پلاسمای فشار محیط استفاده کرد، باید توجه کرد که هر یک از این دسته بندی ها می توانند در خود روش های سرد و گرم را داشته باشند، که در ادامه به بررسی آنها خواهیم پرداخت.

آنچه به عنوان پلاسما گرم مطرح است در حقیقت thermal plasma یا پلاسما حرارتی است و پلاسما سرد نیز non-thermal plasma است.
در ادامه به معرفی این دو دسته و انواع آنها می پردازیم.

پلاسمای فشار پایین low pressure discharge

• پلاسمای تخلیه درخشان Glow discharge: نوعی پلاسمای غیر حرارتی یا non-thermal است که به آن اصطلاحا پلاسما سرد نیز گفته می شود و با اعمال میدان الکتریکی DC یا RF فرکانس پایین (کمتر از 100 کیلوهرتز) در شکاف بین دو الکترود فلزی ایجاد می شود. این پلاسما احتمالا رایج ترین نوع پلاسما است که در لوله های فلورسنت تولید می شود.

• پلاسمای جفت شده خازنی Capacitively coupled plasma یا CCP: شبیه به پلاسمای تخلیه درخشان است، اما به کمک میدان های الکتریکی با فرکانس بالا (معمولا 13.56 مگاهرتز) تولید می شود.

• پلاسمای جفت شده القایی Inductively coupled plasma یا ICP: این نوع پلاسما شبیه به CCP و با کاربردهای مشابه است، اما الکترود دارای سیم پیچی است که در اطراف محفظه ای پیچیده شده که پلاسما در آن تشکیل می شود.

• پلاسمای گرم شده با موج Wave heated plasma: این نوع پلاسما نیز مشابه CCP و ICP است که معمولا RF یا مایکروویو است.

• منبع آرک پلاسما یا Cascaded arc plasma: دستگاهی برای تولید پلاسمای با چگالی بالا و دمای پایین.

مقاله مرتبط:  دستگاه جت پلاسما 

پلاسما در فشار اتمسفر Atmospheric pressure

• Arc discharge: این نوع پلاسما یک تخلیه حرارتی با قدرت بالا با دمای بسیار بالاست (حدودا 10000 کلوین). این پلاسما را می توان با استفاده از منابع مختلف تولید کرد و همانطور که از نام آن پیداست در دسته Thermal plasma یا پلاسما گرم قرار می گیرد و برای فرایندهای متالورژی و ذوب مواد معدنی مورد استفاده قرار می گیرد.

• تخلیه کرونا یا Corona discharge: این نوع پلاسما یک تخلیه غیر حرارتی یا non-thermal است که در اثر اعمال ولتاژ بالا به نوک الکترودهای تیز ایجاد می شود.

• تخلیه سد دی الکتریک Dielectric barrier discharge یا DBD: این پلاسما نیز از نوع non-thermal یا غیر حرارتی است که اصطلاحا پلاسما سرد نامیده می شود و در اثر اعمال ولتاژ بالا در شکاف های کوچک ایجاد می شود که در آن یک پوشش غیر رسانا از انتقال تخلیه پلاسما به یک قوس جلوگیری می کند.

این نوع پلاسما اغلب در صنعت به اشتباه با عنوان Corona discharge نامگذاری می شود که البته کاربردهای مشابهی با پلاسمای Corona discharge دارد. تخلیه سد دی الکتریک در اواسط دهه 1990 استفاده شد تا نشان دهد که پلاسمای فشار اتمسفر با دمای پایین در غیر فعال کردن سلول های باکتریایی موثر است. این عمل و تحقیقاتی که پس از آن انجام شد، منجر به ایجاد بخش جدیدی در پزشکی به نام پلاسما شد.

• دشارژ خازنی Capacitive discharge: این یک پلاسمای غیر حرارتی non-thermal است که با استفاده از توان رادیویی (به عنوان مثال 13.56 مگاهرتز) به یک الکترود تغذیه شده، با یک الکترود زمین شده که در فاصله کوچکی به اندازه یک سانتیمتر قرار گرفته است، تولید می شود. چنین تخلیه هایی معمولا با استفاده از گازهایی مانند هلیوم یا آرگون تثبیت می شوند.

• پلاسمای تخلیه مستقیم Piezoelectric direct discharge plasma: این پلاسما نوعی پلاسمای غیر حرارتی است که در قسمت بالای ترانسفورماتور پیزوالکتریک تولید می شود.

دستگاه های پلاسما بر حسب اینکه از چه روشی برای تولید پلاسما استفاده کنند، دارای نتایج و اثرات متفاوتی خواهند بود. اگر شما از پلاسماهای مولد آر اف RF فرکانس بالا یا مایکروویو استفاده کنید، به واسطه عبور جریان از بدن انسان، ممکن است عوارض ناخواسته ای بروز کند، ضمن اینکه این عوارض می توانند باعث بروز اسکار شوند. در صورتی که دستگاه های پلاسمایی در بازار تجهیزات پزشکی وجود دارند که عوارض کمتر و نتایج بهتری را به ارمغان می آورند.

در انتها به این نکته توجه داشته باشید که برای یونیزه کردن هوا لازم است به مقاومت دی الکتریک هوا غلبه شود، برای غلبه به این مقاومت نیاز به انرژی فوق العاده زیاد در زمان بسیار پایین داریم. بنابراین بهتر است به دنبال روش هایی در پزشکی باشیم که قادر باشند انرژی خیلی زیادی را در زمان خیلی کم تخلیه کنند و برای پیشگیری از هر گونه آسیب به بافت های اطراف، هیچ گرمایی تولید نکند.

پلکسر به عنوان اولین دستگاه پلاسما در جهان است که ثبت بین الملل شده و به دلیل ایمنی بالا، حتی برای درمان برخی بیماری های سطح چشم نیز کاربرد دارد. در دستگاه پلکسر انرژی کنترل شده ای حاوی پلاسما برای درمان مناطق مورد نظر استفاده می شود، بدون اینکه آسیبی به پوست وارد شود. در زمان استفاده از پلاسما، انرژی تولید شده یا گاز یونیزه فعال شده، به شکل پالس های کوچک به لایه درم dermis در پوست ساطع می گردد و باعث تحریک و رشد کلاژن می شود.

اینستاگرام مداریا را دنبال کنید.

مقاله مرتبط:  پلاسما جت