1. প্লাজমা কি?
প্লাজমা, পদার্থের চতুর্থ অবস্থা, একটি আয়নিত বায়বীয় পদার্থ যা পরমাণুর সাথে কিছু ইলেকট্রন ছিনিয়ে নেওয়া হয় এবং পরমাণুর আয়নকরণের পরে ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক আয়ন তৈরি হয়। এই ionized গ্যাস পরমাণু, অণু, পারমাণবিক গোষ্ঠী, আয়ন এবং ইলেকট্রন নিয়ে গঠিত। বস্তুর পৃষ্ঠে এর প্রয়োগ অতি-পরিচ্ছন্ন পরিচ্ছন্নতা, পৃষ্ঠ সক্রিয়করণ, এচিং, এবং বস্তুর প্লাজমা পৃষ্ঠের আবরণ অর্জন করতে পারে।
2. কিভাবে কৃত্রিমভাবে প্লাজমা পাওয়া যায়?
প্লাজমা কৃত্রিম উপায়ে যেমন নিউক্লিয়ার ফিউশন, নিউক্লিয়ার ফিশন, গ্লো ডিসচার্জ এবং বিভিন্ন ধরনের ডিসচার্জের মাধ্যমে তৈরি করা যেতে পারে। কৃত্রিম স্রাব পদ্ধতির মাধ্যমেও বিভিন্ন ধরনের প্লাজমা তৈরি করা যেতে পারে, যার মধ্যে প্রধানত: গ্লো (ফ্লুরোসেন্ট ল্যাম্প), আর্ক (বৈদ্যুতিক চাপ), এবং করোনা ডিসচার্জ (প্রায়ই উচ্চ-ভোল্টেজ লাইনের চারপাশে দেখা যায়)। নির্ভুল পৃষ্ঠ পরিষ্কারের জন্য, পৃষ্ঠ সক্রিয়করণ এবং পরিবর্তনের জন্য, সেইসাথে বায়োইঞ্জিনিয়ারিং উপকরণ, প্লাস্টিক এবং কাগজের পৃষ্ঠ প্রক্রিয়াকরণের জন্য, গ্লো ডিসচার্জ, করোনা ডিসচার্জ এবং ডাইলেক্ট্রিক বাধা স্রাব দ্বারা উত্পন্ন নিম্ন-তাপমাত্রার প্লাজমা বেশিরভাগই ব্যবহৃত হয়।
একটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে, কম চাপে অক্সিজেন, নাইট্রোজেন, মিথেন এবং জলীয় বাষ্পের মতো গ্যাসের অণুগুলি গ্লো ডিসচার্জের সময় ত্বরিত পরমাণু এবং অণুতে পচে যেতে পারে। এইভাবে উৎপন্ন ইলেকট্রন এবং ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক চার্জে বিভক্ত পরমাণু এবং অণুগুলি আশেপাশের অণু বা পরমাণুর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়, ফলে অণু এবং পরমাণুতে ইলেকট্রনগুলি উত্তেজিত হয়, যা নিজেরাই উত্তেজিত বা আয়নিক অবস্থায় থাকে। এই মুহুর্তে, পদার্থের অবস্থা প্লাজমা অবস্থায় থাকে।
3. প্লাজমা কি ধরনের আছে?
1) উচ্চ-তাপমাত্রার প্লাজমা এবং নিম্ন-তাপমাত্রার প্লাজমা। উচ্চ-তাপমাত্রার প্লাজমা সম্পূর্ণ আয়নিত বা স্থানীয়ভাবে তাপীয়ভাবে ভারসাম্যপূর্ণ প্লাজমাকে বোঝায় যেখানে ইলেক্ট্রন তাপমাত্রা আয়ন এবং গ্যাসের তাপমাত্রার সমান। সব কণার তাপমাত্রা প্রায় অভিন্ন। তাপমাত্রা অত্যন্ত উচ্চ, সাধারণত 10 6−10 8 K (প্রায় 100-100 মিলিয়ন ডিগ্রি সেলসিয়াস) পৌঁছায়। নিম্ন-তাপমাত্রার প্লাজমা একটি অ-তাপীয় ভারসাম্যহীন অবস্থায় থাকে, যেখানে ইলেক্ট্রন তাপমাত্রা আয়ন এবং নিরপেক্ষ কণার তাপমাত্রার চেয়ে অনেক বেশি। বস্তুর পৃষ্ঠে উচ্চ-তাপমাত্রার প্লাজমার প্রভাবের অত্যধিক তীব্রতার কারণে, এটি ব্যবহারিক প্রয়োগে খুব কমই ব্যবহৃত হয় এবং বর্তমানে শুধুমাত্র নিম্ন-তাপমাত্রার প্লাজমা ব্যবহার করা হয়।
2) প্রতিক্রিয়াশীল এবং অ প্রতিক্রিয়াশীল গ্যাসের প্লাজমা। এই শ্রেণীবিভাগ প্লাজমা তৈরি করতে ব্যবহৃত গ্যাসের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে। অ-প্রতিক্রিয়াশীল গ্যাসের মধ্যে রয়েছে আর্গন (Ar), নাইট্রোজেন (N2), নাইট্রোজেন ফ্লোরাইড (NF3), কার্বন টেট্রাফ্লোরাইড (CF4), ইত্যাদি, আবার প্রতিক্রিয়াশীল গ্যাসের মধ্যে রয়েছে অক্সিজেন (O2), হাইড্রোজেন (H2) ইত্যাদি। ক্লিনিং প্রক্রিয়ার সময় বিভিন্ন ধরনের গ্যাসের বিক্রিয়া প্রক্রিয়া শক্তিশালী গ্যাসের এক্সেক্টিভ এক্সক্লুসিভ এক্সপ্রেসের সাথে ভিন্ন। প্রতিক্রিয়া
4. প্লাজমা এবং বস্তুর পৃষ্ঠের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া কি?
প্লাজমা এবং একটি ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়া প্রচলিত রাসায়নিক বিক্রিয়া থেকে বেশ ভিন্ন। উচ্চ-গতির ইলেকট্রনের বোমাবর্ষণের কারণে, ঘরের তাপমাত্রায় স্থিতিশীল অনেক গ্যাস বা বাষ্প প্লাজমা আকারে ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের সাথে প্রতিক্রিয়া করতে পারে, যা অনেক অনন্য এবং দরকারী প্রভাব তৈরি করে:
1) পরিষ্কার এবং এচিং: উদাহরণস্বরূপ, পরিষ্কার করার সময়, অক্সিজেন প্রায়শই কার্যকরী গ্যাস হিসাবে ব্যবহৃত হয়। যখন ত্বরিত ইলেক্ট্রন দ্বারা বোমাবর্ষণ করা হয়, তখন এটি অক্সিজেন আয়ন এবং মুক্ত র্যাডিকেলে রূপান্তরিত হয়, যা শক্তিশালী অক্সিডাইজিং বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের দূষিত পদার্থগুলি, যেমন গ্রীস, ফ্লাক্স, ফটোরেসিস্ট, রিলিজ এজেন্ট এবং পাঞ্চ তেল, দ্রুত কার্বন ডাই অক্সাইড এবং জলে জারিত হয়, যা পরে ভ্যাকুয়াম পাম্প দ্বারা পাম্প করা হয়, যা পৃষ্ঠ পরিষ্কার করার লক্ষ্য অর্জন করে এবং ভেজাতা এবং আনুগত্য উন্নত করে। নিম্ন-তাপমাত্রার প্লাজমা চিকিত্সা শুধুমাত্র উপাদানের অগভীর পৃষ্ঠ (<10nm) জড়িত এবং বাল্ক উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে না। যেহেতু প্লাজমা পরিষ্কার করা হয় উচ্চ শূন্যতার অধীনে, প্লাজমাতে বিভিন্ন সক্রিয় আয়নগুলির একটি দীর্ঘ গড় মুক্ত পথ রয়েছে এবং তাদের অনুপ্রবেশ এবং প্রবেশের ক্ষমতা শক্তিশালী, যা সূক্ষ্ম টিউব এবং অন্ধ ছিদ্র সহ জটিল কাঠামোর চিকিত্সা সক্ষম করে।
2) কার্যকরী গোষ্ঠীগুলির পরিচিতি: N2, NH3, O2 এবং SO2 এর মতো গ্যাসগুলির সাথে পলিমার পদার্থের প্লাজমা চিকিত্সা পৃষ্ঠের রাসায়নিক গঠনকে পরিবর্তন করতে পারে এবং সংশ্লিষ্ট নতুন কার্যকরী গ্রুপগুলি প্রবর্তন করতে পারে: -NH2, -OH, -COOH, -SO3H, ইত্যাদি। পলিটেট্রাফ্লুরোইথিলিনকে কার্যকরী উপকরণে পরিণত করে, পৃষ্ঠের মেরুতা, ভেজাতা, বন্ধনযোগ্যতা, প্রতিক্রিয়াশীলতা এবং তাদের ব্যবহারের মান বৃদ্ধি করে। অক্সিজেন প্লাজমার বিপরীতে, ফ্লোরিন-ধারণকারী গ্যাসগুলির সাথে নিম্ন-তাপমাত্রার প্লাজমা চিকিত্সা ফ্লোরিন পরমাণুগুলিকে সাবস্ট্রেট পৃষ্ঠের উপর প্রবর্তন করতে পারে, যা সাবস্ট্রেটকে হাইড্রোফোবিসিটি প্রদান করে।
3) পলিমারাইজেশন: অনেক ভিনাইল মনোমার, যেমন ইথিলিন এবং স্টাইরিন, অন্য কোন অনুঘটক বা সূচনাকারীর প্রয়োজন ছাড়াই প্লাজমা অবস্থার অধীনে ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে পলিমারাইজেশন করতে পারে। এমনকি মিথেন, ইথেন এবং বেনজিনের মতো প্রচলিত পরিস্থিতিতে পলিমারাইজ করা যায় না এমন পদার্থগুলিও প্লাজমা অবস্থার অধীনে ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে ক্রস-লিঙ্কিং পলিমারাইজেশনের মধ্য দিয়ে যেতে পারে। এই পলিমারাইজড স্তরটি খুব ঘন এবং দৃঢ়ভাবে সাবস্ট্রেটের সাথে আবদ্ধ হতে পারে। বিদেশী দেশে, প্লাস্টিকের বিয়ারের বোতল এবং অটোমোবাইল ফুয়েল ট্যাঙ্কগুলি প্লাজমা পলিমারাইজেশনের মাধ্যমে মাইক্রো-লিকেজ রোধ করার জন্য এমন ঘন স্তর দিয়ে লেপা হয়। প্লাস্টিক থেকে মানুষের টিস্যুতে প্লাস্টিকাইজারগুলির মতো বিষাক্ত পদার্থের বিস্তার রোধ করতে বায়োমেডিকাল পলিমার উপকরণগুলির পৃষ্ঠকেও এই ঘন স্তর দিয়ে প্রলেপ দেওয়া যেতে পারে। অপটিক্যাল উপাদানগুলির কার্যক্ষমতা বাড়ানোর জন্য প্লাজমা পলিমারাইজেশন ব্যবস্থার মাধ্যমে অপটিক্যাল উপাদানগুলিকে প্রায়শই তাদের পৃষ্ঠে একটি উপযুক্ত অপটিক্যাল ফিল্ম দিয়ে প্রলিপ্ত করা যেতে পারে।
4) প্লাজমা-প্ররোচিত গ্রাফটিং:
প্রক্রিয়াটিতে প্লাজমা প্রিট্রিটমেন্টের মাধ্যমে পলিমার পদার্থের পৃষ্ঠে সক্রিয় মুক্ত র্যাডিকেল তৈরি করা জড়িত, যা উপাদান পৃষ্ঠে ভিনাইল মনোমারের পলিমারাইজেশনকে ট্রিগার করে। প্লাজমা নির্দিষ্ট অনিয়মিত পৃষ্ঠগুলিতে যেমন বোতলের ভিতরের দেয়ালগুলিতে গ্রাফটিং প্রতিক্রিয়া প্ররোচিত করতে পারে। উপযুক্ত গ্রাফটিং মনোমার নির্বাচন করে এবং উপযুক্ত গ্রাফটিং প্রতিক্রিয়া পরিস্থিতি নিয়ন্ত্রণ করে, হাইড্রোফিলিসিটি বা জল প্রতিরোধী, আনুগত্য, জারা প্রতিরোধ, পরিধান প্রতিরোধ, পরিবাহিতা, ব্যাপ্তিযোগ্যতা নির্বাচনযোগ্যতা এবং উপাদানটির জৈব সামঞ্জস্যতা পরিবর্তন করা যেতে পারে। অতএব, প্লাজমা গ্রাফটিং অত্যন্ত উদ্ভাবনী এবং এর প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।
