低温等离子论文

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1、低温等离子体技术在生物医用材料表面改性中的应用摘要：低温等离子体技术是一门已相对成熟和蓬勃发展着的应用学科，它已在传统和高技术领域得到了广泛的应用。其中等离子体表面改性技术以其特有的优点，解决了合成高分子材料无法完全满足作为生物医用材料所需要的生物相容性和高度的生物功能要求这一难题。通过等离子体处理后，能够在高分子材料表面固定生物活性分子，达到作为生物医用材料的目的。关键词：低温等离子体，高分子材料，表面处理技术，等离子体聚合，生物医用材料12引言生物材料(Biomaterial)是用于取代、修复活组织的天然或人造材料。它是生命科学、材料科学、医学、工程学等多学科相互渗透和发展

2、的产物。尤其，生物材料在医学材料和器件方面的应用，提高了解救人命方面的能力，刺激了许多研究通道。生物材料的狭义含义即是生物医用材料(BiomedcineMaterials)。按照材料的性质，生物医用材料可分为天然生物材料(如猪心瓣膜、牛心包、羊膜等)、金属材料(如钛及其合金)、无机非金属材料(如羟基磷灰石、生物玻璃等)、高分子材料以及杂化生物医用材料。对于植入生物活体内的高分子材料（PolymerMaterils)，一般应具有两种基本性能，即医用功能性和生物相容性。医用功能是指材料在与生物体组织相结合后能达到诊断或医疗的效果。而生物相客性是指材料和活体组织之间相互容纳的程度。如

3、果不满足生物相容性的基本要求，生物体会对材料产生排异反应，材料也会对生物体产生不良影响，如引起炎症、癌症等。一般说来，纯合成材料是不可能同时满足这些要求的。由于生物材料和生物体接触时主要是在表面，因此可以对人工合成的生物材料进行表面改性。表面改性方法包括化学的和物理的方法。通常化学方法比较繁琐，且大量应用有毒化学试剂，容易对环境造成严重污染，对人体也有极大危害与其相比。低温等离子体表面处理技术具有工艺简单、操作简便、易于控制、对环境无污染等优点，正日益受到人们的青睐。低温等离子体中含有各种活性粒子：电子、离子，各种激发态的原子、分子及自由基等。在这些活性粒子的作用下，材料的表面

4、性质将会发生改变。下面我们首先简要介绍等离子体的概念和产生及分类，然后重点介绍生物医用材料所应用的材料表面改性方面的主要技术，最后是低温等离子体表面改性技术在生物医学方面的应用。1.等离子体简介121.1概念及发展历史人们早在19世纪初期就提出了是否存在物质第四态的问题，并做了相关探索。其中，法拉第、克鲁克斯等一批物理学对有关气体放电现象做的大量探究和研究实验，为物质第四态的存在提供了有力的证据。在20世纪初等离子体概念建立了起来，它是指由大量具有相互作用的带电粒子组成的有宏观时空尺度的体系。鉴于该体系无论是部分还是完全电离，其中的正、负电荷总数在数值上总是相等的，故称为等离子

5、体。在紧接着的一段时期内，等离子体主要还是作为发光现象、导电流体或高能量密度的热源来加以研究和应用的。直到20世纪60年代，由于高技术的蓬勃发展和对新材料、新工艺的迫切需求，才引起人们对等离子体空间化学现象的广泛关注。自20世纪70年代初以来的近20年中，人们越来越深入地探索物质在等离子体进行化学反应的特征和规律性。同时，在化学合成、薄膜制备、表面处理等领域有效地引入等离子体。等离子物作为物质存在的一种状态，相对与的固、液、气“三态”而言，人们可能会比较陌生。这主要因为在地球表面环境中，通常不具备等离子体产生的条件。例如在地球表面空气里，由于宇宙射线的作用在美妙1cm3内大约只

6、产生5对离子。这相对于标准状态下的气体密度，实在是微乎其微。因此只有在特定条件下，才能看到自然界的等离子体现象，如闪电和极光等。等离子体按气焰温度划分，实验室等离子体可分为高温等离子体和低温等离子体。温度相当于108～109K完全电离的等离子体，如太阳、受控热核聚变等离子体，叫做高温等离子体。低温等离子体又可划分为热等离子体和冷等离子体。热等离子体是在稠密高气压（1大气压以上）下，温度为103～105K的等离子体，如电弧、高频和燃烧等离子体,它一般能够向外辐射热量。冷等离子体是电子温度较高（约103～104K）、气体温度低的等离子体，这种等离子体是不会向外辐射热量的。如稀薄低压

7、辉光放电等离子体、电晕放电等离子体、DBD介质阻挡放电等离子体。低温等离子体目前研究在能源、信息、材料、化工、医疗、军工、航天等领域表现出了技术竞争力在同其他基础学科、技术领域的相互渗透、促进中，低温等离子体技术的研究与应用得到了不断发展。1.2低温等离子体的产生等离子体获得的方法和途径是多种多样的，会涉及许多经典的微观过程、物理效应、试验方法和反映装置。其中，在生物材料制备工艺中，常用的等离子体反应图1：在生物材料制备工艺中常用的三类等离子体反应器示意图(1.12单体及载气输入口；2.真空