等離子體是一種物質的第四態，是由離子、電子、中性粒子及光子所組成的物質聚集態，通常也被定義為當氣體中的原子電離後所形成的正負帶電粒子數基本相等的導電體。按照產生等離子體的環境壓力的不同，等離子體可以在低氣壓、中等氣壓和高氣壓下產生和維持。大氣壓冷等離子體就是在大氣壓即高氣壓條件下，產生的一類氣體溫度接近於室溫、處於高度非平衡狀態的等離子體。那麼，接下來就與大家一起探討大氣壓冷等離子體特點、應用以及相關的科學技術研究。

1 大氣壓冷等離子體的特點

在大氣壓開放環境條件下產生和維持等離子體，與低氣壓密閉環境條件下的一個顯著的不同在於真空系統的存在與否。從等離子體實際應用的角度來看，由於在大氣壓開放條件下無需真空系統，一方面，等離子體自身的產生和維持系統變得簡單、裝置的製造和維護成本大大降低，等離子體源具有更好的移動性；另一方面，從等離子體材料加工的角度來看，真空系統的移除不僅使被加工的材料尺寸原則上不再受到真空腔的限制，而且整個工藝過程易於實現自動化的連續生產，整個工藝流程的時間明顯縮短，從而使得等離子體材料加工的成本大大降低。

2 大氣壓冷等離子體的應用領域

真空系統的移除使得大氣壓放電等離子體，尤其是大氣壓冷等離子體的應用領域得到了很大的拓展，如等離子體生物醫學、流動控制、助燃、環境保護及戰地生化洗消等應用都是在低氣壓封閉環境中無法完成的。下圖簡單列舉了一些大氣壓冷等離子體在生物技術及生物醫學上的應用。

3 大氣壓等離子體科學與技術的研究

從等離子體放電機制和特性的基礎研究來看，大氣壓放電等離子體通常是在開放空氣環境下產生和維持的，且等離子體工作氣體處於流動狀態。一方面，由於大氣壓條件下氣體粒子間平均自由程較低氣壓條件下要短得多，當電子從外電場獲得能量後，它將透過頻繁的碰撞過程與重粒子進行能量交換；另一方面，等離子體中的各種活性粒子將隨著氣體做宏觀的整體運動，並與環境氣體間進行質量、能量和動量的交換。

大氣壓條件下等離子體體系中電、磁、熱、流動、化學反應多物理場耦合機制的研究還有待於深入開展。因此，發展面向實際應用的大氣壓等離子體科學與技術的應用基礎研究勢在必行。

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