Nguồn plasma được phân thành 3 loại bao gồm: nguồn plasma trực tiếp, nguồn plasma gián tiếp và nguồn plasma hỗn hợp.
1. Nguồn plasma trực tiếp
- Trong các nguồn plasma trực tiếp, đối tượng được điều trị đóng vai trò của một trong các điện cực và do đó là một phần của mạch điện của thiết bị. Điều này có thể tạo ra dòng điện chạy qua vật thể dưới dạng dịch chuyển hoặc dòng điện dẫn.
- Nguồn plasma trực tiếp có thể được vận hành với tất cả các loại khí kỹ thuật hiện có. Tuy nhiên, chúng thường được sử dụng theo cách mà chúng chuyển đổi không khí xung quanh ở gần bề mặt vật thể thành plasma và được vận hành mà không có dòng khí riêng biệt.
- Ngoài các dòng điện tích (ion và electron) và trường điện từ mạnh, các phần tử trung hoà (ví dụ: nguyên tử, gốc tự do) có thể tương tác với bề mặt của vật thể do tiếp xúc trực tiếp với plasma.
- Ví dụ về nguồn plasma trực tiếp: Spark discharge (Tạm dịch là: Tia lửa điện)
Mô hình nguồn này được cấu tạo dựa trên khoang đặc biệt có dòng khí làm việc được dẫn hướng. Thông thường, các khí như argon hoặc heli sẽ được sử dụng. Trong mô hình cấu tạo, đối tượng được xử lý đóng vai trò là điện cực truy cập. Chính giữa trong khoang là điện cực cao áp phóng tia lửa điện nhất thời phát triển thành một dòng điện. Các thiết bị sử dụng cấu tạo nguồn plasma này thường được sử dụng cho mục đích cắt mô và đông máu trong phẫu thuật từ nhiều thập kỷ nay.
2. Nguồn plasma gián tiếp
- Mạch điện của nguồn plasma gián tiếp là khép kín do đó plasma không phụ thuộc vào vật thể tiếp xúc hay tính chất môi trường. Các hoạt chất được tạo ra trong plasma được vận chuyển đến bề mặt của vật thể thông qua cơ chế đối lưu và khuếch tán.
- Việc vận hành các nguồn plasma gián tiếp tại một dòng khí riêng biệt và có kiểm soát được phổ biến rộng rãi. Mặc dù khí trơ được sử dụng phổ biến cho loại nguồn này, ở áp suất khí quyển, plasma sẽ tương tác với không khí xung quanh tạo ra các phản ứng pha khí.
- Trái ngược với plasma trực tiếp, plasma gián tiếp chỉ gây ra các dòng điện tích nhỏ, nếu có, lên bề mặt của vật thể.
- Ví dụ về nguồn plasma gián tiếp: Plasma Jet (Tia plasma)
Mô hình nguồn này được cấu tạo dựa trên khoang chứa dòng khí làm việc được dẫn hướng. Thông thường, các khí như argon hoặc heli sẽ được sử dụng. Plasma được hình thành ở trong khoang chứa giữa hai điện cực. Sự kết hợp giữa dòng khí và điện trường đẩy plasma ra khỏi khoang ra xung quanh với áp suất cao, tiếp tục tương tác để tạo thành các dạng phản ứng pha khí. Luồng khí phun ra được gọi là tia plasma và được hướng về bề mặt cần xử lý. Các tia plasma này thường có đường kính từ 1- 5mm và chiều dài lên đến vài cm. Bằng cách bố trí song song nhiều tia plasma cũng có thể xử lý diện tích lớn (vài 10cm2).
3. Nguồn plasma hỗn hợp
- Nguồn plasma hỗn hợp kết hợp đặc tính của cả nguồn trực tiếp và gián tiếp
- Ví dụ của nguồn plasma hỗn hợp: Barrier coronal discharge (Tạm dịch là: phóng điện hào quang qua rào chắn)
Đây là một cấu tạo gần với phóng điện rào cản bề mặt bao gồm hai điện cực. Trong đó vật thể được xử lý tiếp xúc trực tiếp với điện cực lưới phẳng được nối đất để ngăn dòng điện chạy qua cơ thể. Điện cực cao áp được bao phủ bởi một chất điện môi và tạo ra một lớp plasma mỏng trong các khoảng trống của điện cực lưới. Do sự tiếp xúc gần của lớp plasma với vật thể, các loại khí tồn tại trong thời gian ngắn cũng có thể tương tác với bề mặt vật thể.
Nguồn: Comprehensive Clinical Plasma Medicine: Cold Physical Plasma for Medical Application (2018)
Ban Truyền thông của Viện Nghiên cứu Công nghệ Plasma
