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现代化学新技术——等离子体化学
- 作者：原创
- 发表时间：2018-12-14 15:31
- 来源：晟启科技
早在 1874 年人们就发现某些气体放电的同时，往往伴生有少量的有机固态沉积物的生成，但直到 70 年代末，人们才真正开始对等离子体 (plasma) 进行详细研究。等离子体是物质固、液、气三态以外的第四态，是一种全部或部分电离了的气体，其中包括有离子、电子和各种中性粒子 ，具有极高的化学反应活性。
1985年 7月首次召开的等离子体国际讨论会上，科学家们把等离子体分为热等离子体 (htp) 和低温等离子体 (ltp)。htp是由大气电弧、电火花或火焰产生的，是一种全部电离了的气体，离子和电子处于热平衡，温度高达万度，能量高达万电子伏特，一般用于有毒物质 (如多氯联苯) 的分解和耐温无机材料 (如tin 和 si,n4)的合成。而 ltp 是一种部分电离了的气体，气态的分子和离子的温度与环境相同，能量约为 1—10电子伏特，与分子问键能相近，因此，ltp在材料表面改性、特种功能膜、金属蚀刻等多方面得到了广泛的应用。近年来，ltp 已逐步渗透到无机和有机化学合成领域。特别是利用 plasma 多活性中心和高反应活性的特性，人们开始探求使用少数几种原料同时合成成千上万个结构新颖的化合物，以寻求具有生物活性的先导化合物，这与组合化学、高通量筛选一起给我们新药刨制研究带来了一场全面高科技化的革命。
等离子体作用机理：自然界中的闪电、极光、恒星等都是等离子体现象，人工可以借助气体放电、电子流、激光或核裂变等方法产生plasma。其中利用低压辉光放电技术 (l0w—pressureglow discharge) 产生的低温等离子体 (ltp)是产生plasma 的常见方法。
ltp 中起主要作用的是高速电子，由于是超低压，分子间距离比常压时大得多，电子在空间中受电场作用长距离加速易获得若干电子伏特的能量 (1-10ev)。众所周知，构成物质的原子间的共价键键能一般约为 60 120kcal／mol c 3-6ev)，因此，这种高能电子遇到原子或分子，将会使之激发离解或断裂而生成新的自由离子电子、自由基等活性粒子，这些等离子的碎片经过互相碰撞，形成各种各样的中性分子。任何有机和无机物，只要当温度<350℃时，其蒸汽压≥0．itorr．都能发生 plasma 反应。因此，plasma 化学反应可以实现几乎所有物质间的反应，台成出用传统方法难以合成 (甚至是不可能合成 ) 的新物质。
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