等離子體于1879年被發(fā)現(xiàn)，1928年被稱為“plasma”，是一個(gè)微觀系統(tǒng)，由大量相互作用但仍然處于非束縛狀態(tài)的帶電粒子組成，它們是除氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)以外的物質(zhì)第四態(tài)。利用電子溫度和離子溫度可以分別表示等離子體溫度，plasma低溫等離子體的電離率較低，離子溫度甚至可以與室溫相相差無(wú)幾，因此，日常生活中有很多場(chǎng)景可以運(yùn)用低溫等離子體技術(shù)。在plasma低溫等離子體發(fā)生的過(guò)程中也可以產(chǎn)生大量的活性粒子，這些粒子比一般化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)種類更多，活性更強(qiáng)，與材料表面接觸時(shí)反應(yīng)更簡(jiǎn)單。與傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法相比，等離子體表面處理成本低，不會(huì)產(chǎn)生廢料，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，因此低溫等離子體材料的表面改性處理非常合適，此外，低溫等離子體還可用于制備有機(jī)和無(wú)機(jī)納米顆粒，用于殺菌等領(lǐng)域。
plasma低溫等離子體的產(chǎn)生，能夠通過(guò)紫外輻射、電磁場(chǎng)激發(fā)、高溫加熱以及應(yīng)用X射線等方法，其間，電磁場(chǎng)激發(fā)方法，也就是技術(shù)較為簡(jiǎn)單的操縱氣體釋放方法，在實(shí)驗(yàn)室研究和工業(yè)生產(chǎn)中使用得多?；」夥烹娛歉鞣N氣體放電產(chǎn)生的等離子體中的一種；電暈放電產(chǎn)生的低溫等離子體中難以產(chǎn)生足量的活性粒子；直流輝光放電需要低壓環(huán)境，因此需要使用價(jià)格昂貴的真空系統(tǒng)，從而難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)；低頻交流放電等離子體的電極暴露在外，只對(duì)簡(jiǎn)單污染產(chǎn)生的等離子體進(jìn)行污染，因此這些氣體放電方法都不適合用于大型流水線工業(yè)。
介質(zhì)阻撓放電(DielectricBarrierDischarge，簡(jiǎn)稱DBD)是指將絕緣介質(zhì)置于兩個(gè)金屬電極之間，以阻撓橫穿極板間空氣間隙的放電通道，使空氣間隙通道內(nèi)的放電不會(huì)產(chǎn)生電弧，而是以細(xì)絲放電的方式存在，plasma低溫等離子體便分散在其中，這種方式在實(shí)驗(yàn)室很容易實(shí)現(xiàn)，并且在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用；而在大氣壓放電模式下，發(fā)生這種情況的等離子體可以均勻分布在整個(gè)放電空間，因此，大氣壓輝放電也被稱為均勻模式下的介質(zhì)阻撓放電，但在實(shí)驗(yàn)室更難實(shí)現(xiàn)，而在細(xì)絲放電模式下，只要操作不當(dāng)，就會(huì)變成介質(zhì)阻撓放電。因此介質(zhì)阻撓放電是目前適合工業(yè)生產(chǎn)的等離子體產(chǎn)生方法。
介質(zhì)阻撓放電的底子在于增加絕緣介質(zhì)，如果沒(méi)有絕緣介質(zhì)阻礙放電，位于極板氣隙中的帶電粒子將會(huì)以極高的遷移速度趨附在兩個(gè)極板上，從而使氣流難以吹出，而帶電粒子則會(huì)在兩個(gè)極板均覆蓋一層絕緣層后，到達(dá)絕緣介質(zhì)表面，而不是極板表面。在兩極板上加高頻交流電源反向電壓后，由于兩板間隙中的空氣由于強(qiáng)電場(chǎng)的作用plasma低溫等離子體再次發(fā)生雪崩電離，爾后的電流立即被切斷，電流曲線顯示出尖脈沖。此時(shí)，空氣中仍然存在帶電粒子，它們將繼續(xù)向兩個(gè)極板移動(dòng)，并繼續(xù)移動(dòng)。這種帶電粒子就是發(fā)生在被電離之后的plasma低溫等離子體離子，因?yàn)樗鼈円詰腋顟B(tài)存在于極板之間的空氣間隙中，所以可以很簡(jiǎn)單地把電離區(qū)吹出去。24314