Was ist Plasma?

Was ist Plasma?

Plasma ist der sog. 4. Aggregatzustand und ist ein Gebilde, das auf fest, flüssig und gasförmig folgt.

Wie kommt Plasma in seinen 4. Aggregatzustand?

Energie wird zugeführt. Diese löst Elektronen aus ihrem atomaren Verbund und das Plasma-Gebilde besteht dann aus vier geladenen Teilchen: UV-Strahlung, Radikalen und elektrischen Feldern von hoher Temperatur.

Dann ist Plasma also sehr heiß?

Eigentlich ja, denn dem Gas wird sehr viel Energie zugeführt. Sowohl Elektronen als auch Ionen werden in Schwingungen versetzt. Je höher sie schwingen, desto heißer werden sie. Allerdings handelt es sich bei unserer Technologie um tatsächlich kaltes Atmosphärendruck Plasma, das lediglich die Temperatur unserer Umgebung annimmt.

Ist Plasma dann in Bezug auf die Anwendung bei und mit Menschen gefährlich?

Nein, definitiv nicht, da wir kaltes Plasma erzeugen. Dem Gas wird gerade soviel Energie zugeführt, dass die winzigen Elektronen in Bewegung gebracht und somit heiß werden, die wesentlich größeren Ionen dagegen nicht. Elektronen können also viele Tausend Grad heiß sein, das gesamte Plasma bleibt bei seiner Raumtemperatur.

Was kann dann Plasma in diesem energiegeladenen Zustand bewirken?

Zum Beispiel Sauberkeit und Reinheit! Bringt man verunreinigtes Wasser mit Plasma in Kontakt, reagieren dessen Radikale mit den im Wasser gelösten Schadstoffen. Auch die durch Plasma erzeugte Strahlung wirkt über fotochemische Prozesse auf die Schadstoffe ein. In beiden Fällen werden die Schadstoffe oxidiert und dadurch unschädlich gemacht

Derzeit haben Hygiene und Sauberkeit allerhöchste Priorität. Könnte uns kaltes Plasma irgendwie helfen?

Auf jeden Fall! Wir benutzen ein Plasma so, dass der atomare Sauerstoff direkt auf der Haut wirken kann. Im Plasma werden Sauerstoffmoleküle in atomaren Sauerstoff geteilt. Dieser Sauerstoff ist hoch aktiv und tötet Krankheitserreger.

Klingt noch irgendwie gefährlich…?

Das kalte Atmosphärendruckplasma ist so dosiert, dass keinerlei Schädigungen an der Haut entstehen bzw. nachzuweisen sind. Das wurde durch klinische Untersuchungen bestätigt. Auch eine allergische Reaktion der Haut auf Plasma ist auszuschließen.

Ihr Team von DBD Plasma

Plasma ist der 4. Aggregatzustand:

Fest – flüssig – gasförmig – Plasma

Um in den vierten Aggregatzustand zu gelangen, braucht das chemische Element Energie. Dadurch lösen sich Elektronen aus dem atomaren Verbund heraus. Das aktive Gemisch besteht dann aus

• geladenen Teilchen, UV-Strahlung, Radikalen, elektrischen Feldern und – meist – hoher Temperatur

Plasma ist von Natur aus heiß ( Sonne, Blitz ). Es entsteht, wenn einem Gas so viel Energie zugeführt wird, dass sich die Elektronen aus den Atomen und Molekülen lösen. Sowohl die Elektronen als auch die Ionen werden dabei in Schwingung versetzt. Je höher sie schwingen, desto höher ist die Temperatur des Mediums.

Die Methode zur Herstellung von kaltem Plasma besteht darin, dem Gas gerade soviel Energie zukommen zu lassen, dass zwar die winzigen Elektronen in Bewegung gebracht und somit heiß werden, die großen Ionen dagegen nicht. Der Größenunterschied ist derart gewaltig, dass die Elektronen viele Tausend Grad heiß sein können, ohne dass sich die Temperatur des gesamten Plasmas auf mehr als Raumtemperatur erhöht.

Forschungsergebnisse

Erst seit den frühen 90er ist es möglich, kaltes Plasma zu erzeugen. Das eröffnet völlig neue Anwendungen, beispielsweise das Reinigen von Industrieabwässern, die mit biologisch schwer abbaubaren Verbindungen belastet sind.

Forscher am Fraunhofer-Institut erklären: ,,bringt man verunreinigtes Wasser in Kontakt mit einem solchen Plasma, so reagieren die Radikalen mit den im Wasser gelösten Schadstoffen. Auch die durch Plasma erzeugte Strahlung wirkt über fotochemische Prozesse auf die Schadstoffe ein. In beiden Fällen werden die Schadstoffe oxidiert und dadurch unschädlich gemacht.“

Wie beschrieben ist Plasma der vierte Aggregatzustand – neben fest, flüssig und gasförmig. Physikalisch ist Plasma ein Gemisch von Teilchen auf atomar-molekularer Ebene. Die Bestandteile sind teilweise geladene Komponenten, Ionen und freie Elektronen. Erzeugt wird Plasma durch die Zufuhr von Energie in ein Gas.

Dielektrisch behinderte Entladung

Dielectric Barrier Discharge (DBD) [engl.]

Das kaskadierbare Plasmasystem PlasCade^® der DBD Plasma GmbH arbeitet nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung. Das Plasma wird durch Wechselspannung, bei der mindestens eine der Elektroden vom Gasraum durch galvanische Trennung mittels eines Dielektrikums elektrisch isoliert ist.

Vorteile

Beim PlasCade^® System von DBD Plasma gibt es keine metallischen Elektroden im Entladungsraum, welche ohne Dielektrikum ein Plasma zünden, somit keine metallischen Verunreinigungen oder Elektrodenverschleiß. Zudem hat diese Arbeitsweise eine hohe Effizienz, da das Plasma mit all seinen physikalischen und chemischen Wirkmechanismen direkt am Wirkort, der Oberfläche, erzeugt wird.

Temperatur

Fühlbar kaltes Plasma

Eine „dielektrisch behinderte Entladung“ bei Atmosphärendruck befindet sich in einem thermodynamischen Nicht-Gleichgewichtszustand. Hierbei hat unser Plasma lediglich eine Temperatur nahe der Umgebungstemperatur – genauer die Rotationstemperatur.

Mit diesem wirklich kalten Plasma können auch thermolabile Materialien wie Kunststoffe oder Holz über längere Zeit behandelt oder aktiviert werden, ohne diese zu beschädigen. Die Elektronen in unserem Plasma haben für eine effiziente Behandlung eine Elektronenenergie von je nach Anwendungsfeld 3 eV bis 5 eV und die für den Effekt notwendige Energie liefert eine Vibrationstemperatur von 2000 K bis 3000 K. Ein weiterer wichtiger Vorteil: Das Arbeiten ist bei normaler Luftatmosphäre möglich und benötigt keine Druckluft oder Prozessgase.