7、大气压低温等离子体亲水处理与微波成像算法在生物医学中的应用

大气压低温等离子体亲水处理与微波成像算法在生物医学中的应用

大气压低温等离子体亲水处理

等离子体产生与亲水处理原理

大气压低温等离子体可通过在等离子体发生器内的一对电极间施加约 50Hz 至 40MHz 的正弦波或脉冲形式的高压来产生。由于电极间会发生放电，所以能生成高密度等离子体。

材料表面的亲水性主要由表面清洁度、化学性质和表面粗糙度决定。在利用等离子体对聚合物化合物进行亲水处理时，等离子体中产生的活性物质有助于去除表面沉积物或污染物，并对表面进行改性，即在表面添加亲水基团。

• 去除表面沉积物 ：材料表面附着的物质并非通过化学键与表面结合，而是通过分子间力微弱结合。当等离子体中产生的活性物质撞击表面时，这些附着物质会从表面脱离，从而清洗表面并提高亲水性。
• 表面改性 ：等离子体中产生的活性物质作用于材料本身的表面，与聚合物材料的分子链结合，在表面形成羧基（–COOH）、羰基（C=O）和羟基（–OH）等亲水基团，使原本疏水的材料表面性质变为亲水。

等离子体中产生的活性物质的类型和数量与亲水处理效果有关，处理效果会因处理所用气体的类型和等离子体产生方法的不同而有很大差异。使用研发的多气体等离子体射流对各种材料进行 1 秒的等离子体照射，发现多种材料都能变得亲水。而且该设备的等离子体射流温度约为室温，因此可以对热敏材料和生物体进行照射。

亲水性评估方法

通常使用水平放置的试样上一滴水的接触角来评估亲水性。材料表面的亲水性越高，水滴铺展得越薄，水滴的接触角就越小。通过测量接触