1. Плазма деген эмне?
Плазма, заттын төртүнчү абалы, кээ бир электрондору ажыратылган атомдордон жана атомдор иондошуудан кийин пайда болгон оң жана терс иондордон турган иондошкан газ түрүндөгү зат. Бул иондошкан газ атомдордон, молекулалардан, атомдук топтордон, иондордон жана электрондордон турат. Аны объекттердин бетине колдонуу ультра таза тазалоого, беттик активдештирүү, оюу жана объекттердин плазма менен каптоосуна жетише алат.
2. Плазманы кантип жасалма жол менен алса болот?
Плазманы жасалма жол менен, мисалы, ядролук синтез, ядролук бөлүнүү, жаркыраган разряд жана ар кандай разряддар аркылуу түзүүгө болот. Плазманын ар кандай түрлөрүн жасалма разряддык ыкмалар аркылуу да чыгарууга болот, анын ичинде: жаркыраган (флуоресценттик лампалар), жаа (электр жаасы) жана корона разряды (көбүнчө жогорку вольттуу линиялардын айланасында кездешет). Бетти так тазалоо, бетти активдештирүү жана модификациялоо, ошондой эле биоинженердик материалдардын, пластмассалардын жана кагаздардын үстүн кайра иштетүү үчүн көбүнчө жаркыраган разряд, корона разряды жана диэлектрдик тосмо разрядынан пайда болгон төмөн температурадагы плазма колдонулат.
Жогорку жыштыктагы электр талаасында төмөнкү басымда кычкылтек, азот, метан жана суу буусу сыяктуу газ молекулалары жаркыраган разряд учурунда тездетилген атомдорго жана молекулаларга ажырай алат. Ушундай жол менен пайда болгон электрондор жана оң жана терс заряддарга диссоциацияланган атомдор жана молекулалар курчап турган молекулалар же атомдор менен кагылышып, натыйжада молекулалардагы жана атомдордогу электрондор дүүлүктүрүлөт, алар өздөрү дүүлүккөн же иондук абалда. Бул учурда заттын абалы плазма абалында болот.
3. Плазманын кандай түрлөрү бар?
1) Жогорку температурадагы плазма жана төмөнкү температурадагы плазма. Жогорку температуралуу плазма электрондун температурасы иондун жана газдын температурасына так барабар болгон толук иондоштурулган же локалдык термикалык жактан теңдештирилген плазманы билдирет. Бардык бөлүкчөлөрдүн температуралары дээрлик бирдей. Температура өтө жогору, адатта 10 6−10 8 К (болжол менен Цельсий боюнча 100-100 миллион градус) жетет. Төмөн температурадагы плазма жылуулук эмес тең салмактуулук абалында болот, мында электрондун температурасы иондордун жана нейтралдуу бөлүкчөлөрдүн температураларынан бир топ жогору. Объекттердин бетине жогорку температурадагы плазманын таасиринин өтө күчтүүлүгүнө байланыштуу практикалык колдонууда сейрек колдонулат жана азыркы учурда жалаң төмөнкү температурадагы плазма колдонууга киргизилет.
2) Реактивдүү жана реактивдүү эмес газдардын плазмасы. Бул классификация плазманы пайда кылуу үчүн колдонулган газдардын химиялык касиеттерине негизделген. Реактивдүү эмес газдарга аргон (Ar), азот (N2), азот фториди (NF3), көмүртек тетрафториди (CF4) ж.б. кирет, ал эми реактивдүү газдарга кычкылтек (O2), суутек (Н2) ж.
4. Плазма менен объекттин бетинин өз ара аракети кандай?
Плазма менен даяр заттын бетинин ортосундагы химиялык реакция кадимки химиялык реакциялардан бир топ айырмаланат. Жогорку ылдамдыктагы электрондордун бомбалоосунан улам бөлмө температурасында туруктуу көптөгөн газдар же буулар плазма түрүндө даярдалган заттын бети менен реакцияга кирип, көптөгөн уникалдуу жана пайдалуу эффекттерди жаратышы мүмкүн:
1) Тазалоо жана оюу: Мисалы, тазалоо учурунда кычкылтек көбүнчө жумушчу газ катары колдонулат. Ылдамдатылган электрондор менен бомбаланганда ал кычкылтек иондоруна жана эркин радикалдарга айланат, алар күчтүү кычкылдандыруучу касиетке ээ. Дайындалуучу бөлүктүн бетиндеги май, флюс, фоторезист, бөлүп чыгаруучу агент жана штамп майы сыяктуу булгоочу заттар тез арада көмүр кычкыл газына жана сууга кычкылданат, андан кийин алар вакуумдук насос менен сорулуп чыгарылып, бетти тазалоо жана нымдуулукту жана адгезияны жакшыртуу максатына жетишет. Төмөн температурадагы плазма менен тазалоо материалдын тайыз бетине (<10нм) гана кирет жана массалык материалдын касиеттерине таасир этпейт. Плазманы тазалоо жогорку вакуумда жүргүзүлүп жаткандыктан, плазмадагы ар кандай активдүү иондор узак орточо эркин жолго ээ жана алардын өтүү жана өтүү жөндөмдүүлүгү күчтүү, татаал түзүлүштөрдү, анын ичинде майда түтүктөрдү жана сокур тешиктерди дарылоого мүмкүндүк берет.
2) Функционалдык топторду киргизүү: Полимердик материалдарды N2, NH3, O2 жана SO2 сыяктуу газдар менен плазма менен тазалоо беттин химиялык курамын өзгөртүп, тиешелүү жаңы функционалдык топторду киргизиши мүмкүн: -NH2, -OH, -COOH, -SO3H ж.б. материалдар, беттик полярдуулук, нымдуулук, байланыш, реактивдүүлүк жогорулатуу, жана абдан алардын пайдалануу наркын жогорулатуу. Кычкылтек плазмасынан айырмаланып, фтор камтыган газдар менен төмөнкү температурадагы плазма менен дарылоо субстраттын бетине фтор атомдорун киргизип, субстратка гидрофобдукту берет.
3) Полимеризация: Этилен жана стирол сыяктуу көптөгөн винил мономерлер башка катализаторлор же демилгечилердин кереги жок эле плазма шарттарында даяр буюмдардын бетинде полимеризациядан өтүшү мүмкүн. Жада калса метан, этан жана бензол сыяктуу кадимки шарттарда полимердештирүүгө мүмкүн болбогон заттар да плазма шарттарында даярдалган буюмдардын бетинде кайчылаш полимеризациядан өтүшү мүмкүн. Бул полимерлештирилген катмар абдан тыгыз жана субстрат менен бекем байланышы мүмкүн. Чет өлкөлөрдө пластикалык сыра бөтөлкөлөрү жана автоунаа күйүүчү май бактары микро агып кетүүнүн алдын алуу үчүн плазма полимеризациясы аркылуу ушундай тыгыз катмар менен капталган. Биомедициналык полимердик материалдардын бети да пластмассадан пластификаторлор сыяктуу уулуу заттардын адамдын ткандарына таралышын алдын алуу үчүн бул тыгыз катмар менен капталышы мүмкүн. Оптикалык компоненттердин иштешин жогорулатуу максатында, көбүнчө плазмалык полимерлөө чаралары аркылуу алардын бетине тиешелүү оптикалык пленка менен каптаса болот.
4) Плазма аркылуу кыйыштыруу:
Процесс плазмалык алдын ала тазалоо аркылуу полимердик материалдардын бетинде активдүү эркин радикалдарды түзүүнү камтыйт, бул материалдын бетинде винил мономерлеринин полимеризациясын козгойт. Плазма ошондой эле бөтөлкөлөрдүн ички дубалдары сыяктуу кээ бир туура эмес беттерде кыйыштыруу реакциясын жаратышы мүмкүн. Тийиштүү кыйыштыруу мономерлерин тандоо жана кыйыштыруу реакциясынын тиешелүү шарттарын көзөмөлдөө менен материалдын гидрофилдүүлүгүн же сууну репелленттүүлүгүн, адгезиясын, коррозияга туруктуулугун, эскирүүгө туруктуулугун, өткөргүчтүгүн, өткөргүчтүүлүгүн жана био шайкештигин өзгөртүүгө болот. Ошондуктан, плазмалык кыйыштыруу абдан новатордук болуп саналат жана зор колдонуу келечеги бар.
