Plasma froid atmosphérique

De la recherche fondamentale à l'application

La majeure partie de l’univers est dans un état de plasma: les étoiles (comme le soleil), la foudre, etc.  Source . La température du cœur du plasma varie entre 11 000 ° et 14 500 ° C, limitant ainsi son utilisation potentielle. En tant que gaz ionisé, la densité d’électrons du plasma est contre-balancée par des ions positifs et contient une quantité suffisante de particules chargées électriquement pour affecter ses propriétés électriques et son comportement. Les exemples dans la nature de plasmas sont le soleil – une boule de plasma gigantesque, la foudre sur Terre ou encore les décharges électriques temporaires.

Les plasmas froids atmosphériques sont des gaz partiellement ionisés, ce qui signifie qu’une seule particule sur 1 ∙ 10 9  est ionisée. L’avantage des plasmas froids est qu’ils sont « froids », c’est-à-dire qu’ils se forment à température ambiante et peuvent être obtenus à la pression atmosphérique terrestre.

Les décharges plasma peuvent être obtenues dans une large gamme de conditions. Leurs propriétés particulières dépendent d’une variété de paramètres comme la pression, la température et la densité. La température du gaz du plasma dépend en grande partie des énergies moyennes des particules et de leur degré de liberté (translationnelle, rotationnelle, vibratoire et électronique). De telles énergies sont obtenues par des collisions électron-électron et des collisions d’électrons avec des particules lourdes, ce qui entraîne l’ionisation de ces particules. En fonction de la fréquence des collisions, l’énergie (et donc la température) des composants du plasma (électrons et particules lourdes) peut être différente. En conséquence, le plasma peut exister dans un état de non-équilibre.

Des recherches approfondies, utilisant diverses technologies pour générer des plasmas froids atmosphériques, ont montré que le mélange résultant d’électrons, d’ions, d’atomes et de molécules excités, d’espèces réactives (O 3 , NO, NO 2 , etc.), de rayonnement UV et de chaleur peut varier significativement pour différentes sources de plasma et qu’il peut également être modifié à des fins spécifiques. En d’autres termes, la concentration et la composition des composants du plasma peuvent être adaptées (ou conçues) pour différentes applications.

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