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等離子體（plasma）又稱為物質的第四態，它是氣體在高壓電場中被電離，產生帶電正粒子、負粒子，其中包括正離子、負離子、電子、自由基和各種活性基團組成的集合體。材料表面plasma處理它是利用等離子體中的能量粒子和活性基團與材料表面發生作用，從而達到改變表面成分的目的。

表面親水性的理論基礎

親水性，即水對固體表面浸潤的過程，從宏觀上來講是液態的水把固體表面的另一種流體置換的過程，這一過程是固體表面的基本特性。人們日常的生活、生產中的許多現象，例如：印刷、印染、涂覆等行業，人體的關節潤滑等，都與水在固體表面的浸潤行為息息相關。

通常情況下，使用接觸角表征液體對固體表面的潤濕程度，水滴與固體材料表面的接觸角來表征材料表面親疏水程度，材料表面接觸角大于90°為疏水性表面，接觸角小于90°為親水性表面。接觸角為0°為超親水性材料表面，是人們追求最完美的親水性材料；接觸角大于150°為超疏水性材料表面，是最佳疏水性材料。

表面親水性的主要影響因素

當浸潤液體確定時，表面浸潤性通常受表面化學組成以及表面形貌的影響較大。

表面微納結構（粗糙度）

由于水在固體界面的結構與固體和水的界面作用相關，因此研究表面親水性時必須要考慮表面微納結構對液體浸潤行為的影響。Wenzel模型指出提升表面粗糙度可以增強疏水表面的疏水性。若為親水表面，提升表面粗糙度則表現為親水性增強。

表面的化學組成

由于極性基團，如羥基、羧基、羰基、酰胺基和磺酸基等，都與水分子之間存在或強或弱的相互作用，因此這些基團的存在可以使得表面通過強電場誘導的水合作用或氫鍵作用結合水分子，從而表現出出色的親水性。

Plasma親水處理改性原理

Plasma親水處理是指采用plasma處理聚合物、金屬等材料，以提高材料表面的親水性。等離子體（plasma）中富含高能活性粒子，如電子(能量1eV~10eV)、激發態原子或分子(能量0eV~20eV)、光子(能量3eV~40eV)等，這些高能電子及重離子的能量大多高于材料表面C-C(3.45eV)、C-H(4.3eV)、H-CH3(4.48eV).C-O(3.48eV)、C-F(4.69eV)等典型化學鍵鍵能。因此，采用等離子體（plasma）處理材料表面時，高能電子及重離子可將材料表層分子鏈的化學鍵打斷，引發一系列物理化學反應，其中和親水性改性密切相關的主要包括含氧官能團引入、交聯、刻蝕等。

（1）含氧官能團引入

材料表層分子鏈上的化學鍵被打斷后，打斷位置將出現懸空鍵，形成表面自由基，等離子體（plasma）中的0、-OH等自由基可與材料表面自由基相結合，形成C-0、C=0等親水性含氧官能團，從而提高表面親水性。

（2）交聯

材料表層分子鏈上的表面自由基除可與等離子體（plasma）自由基結合生成新基團外，還可和其他表面自由基相互作用，發生交聯反應。交聯抑制了改性后分子鏈的遷移，有助于親水性的保持。

(3) 刻蝕

等離子體（plasma）對材料的刻蝕包括物理刻蝕和化學刻蝕。物理刻蝕的主要作用機理為高能重離子轟擊表面產生的濺射效應;化學刻蝕的主要作用機理為強氧化性粒子與表面物質發生化學反應后生成氣體并揮發。刻蝕可生成微觀粗糙結構，結合引入的含氧基團，進一步提高材料的親水性。

綜上說述：Plasma處理可快速提高多種材料表面的親水性，plasma親水處理原理，主要為等離子處理材料表面時，可以提高材料表面粗糙度，和在材料表面引入親水極性基團；另外，plasma親水處理后表面在放置過程中會逐漸回復至原有親水性，這一親水回復現象被稱為plasma處理改性的時效性。