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自然界中物質(zhì)多以固、液、氣和三態(tài)存在，但宇宙中以等離子體形式存在的物質(zhì)居多。物質(zhì)的這幾種形態(tài)可發(fā)生轉(zhuǎn)換，給固態(tài)物質(zhì)提供能量可使粒子間距增大，從而可轉(zhuǎn)化成液態(tài)。當(dāng)持續(xù)提供能量時，液態(tài)物質(zhì)即會轉(zhuǎn)變成氣態(tài)。如果對氣態(tài)物質(zhì)施加足夠的電能，氣體分子核外的電子在電場的作用下轉(zhuǎn)化為自由電子，并被電場激發(fā)，這些自由電子移動，與氣態(tài)物質(zhì)的分子、原子碰撞并電離，產(chǎn)生活性粒子，如離子和電子，這種帶正電和負(fù)電粒子的混合物被稱為等離子體。

低溫等離子體可以在常壓或真空條件下對多種材料進行表面改性處理，且低溫等離子體對材料表面進行改性時反應(yīng)條件較為溫和，無毒害氣體產(chǎn)生，目前此類研究已取得了良好的研究進展。

低溫等離子表面改性的作用原理

低溫等離子表面改性技術(shù)利用氣體放電產(chǎn)生的等離子體中含有的具有一定能量分布的電子、離子和中性粒子等活性粒子與材料表面發(fā)生作用，將自身的能量傳遞給材料表面的分子和原子，由于等離子體中蘊含的能量遠(yuǎn)大于材料分子的結(jié)合鍵能，從而使材料表面分子鍵發(fā)生斷裂并與等離子體中攜帶的極性基團發(fā)生重組，引入不同活性基團來獲得所需要的表面性能，在這些反應(yīng)過程的作用下，材料的表面形貌和物理、化學(xué)形貌都有可能會發(fā)生改變，賦予被處理材料獨特的功能性。其主要目標(biāo)通常是在材料表面引入含氧、含氮等親水官能團，使材料的表面性能，包括潤濕性、生物相容性等得到增強。同時高速粒子也對材料表面有很好的清潔作用。

低溫等離子表面改性技術(shù)具有溫度低、化學(xué)活性高、可控性好、表面處理操作簡單、成本低廉、無廢棄物及無污染、不影響材料基質(zhì)等顯著優(yōu)點，成為近年來國內(nèi)外的研究熱點之一。必須注意的是，等離子體改性存在時效性。物質(zhì)的狀態(tài)有從不穩(wěn)定到穩(wěn)定的趨勢，由于極性基團的高活性與不穩(wěn)定性，等離子體處理材料表面后引入的極性基團與極性基團、極性基團與材料內(nèi)部分子之間不斷反應(yīng)變化，直到材料表面達(dá)到一個能量低而穩(wěn)定的狀態(tài)。時效性的存在使得材料改性后獲得的表面性能隨時間消失。時效性的強弱與很多因素有關(guān)，如等離子體處理工藝參數(shù)、材料種類、儲存環(huán)境等。