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物质等离子体应用受关注

2018-09-15 11:45:51

你知道吗?物质除了固体、液体、气体三态以外,还有一种平常人不了解的聚集态等离子体。据科学家介绍,等离子体主要由电子、离子、原子、分子、活性自由基及射线组成,占据了整个宇宙的99%。从19世纪中叶起,人类就开始利用电场和磁场,来产生和控制等离子体。近日,由中国电工技术学会承办的中国科协第66期新观点新学说学术沙龙,就探讨了大气压放电等离子体关键技术与应用前景。

那么,科学家为何会这么关注等离子体呢?据中国电工技术学会副理事长、中国科学院电工研究所所长肖立业介绍,根据等离子体中离子的温度与电子的温度是否达到热平衡,等离子体又可分为平衡态等离子体和非平衡态等离子体。其中,非平衡态等离子体中,一方面电子具有足够高的能量,使反应物分子激发、离解和电离,产生大量的离子、电子、激发态的原子和分子、自由基等活性粒子;另一方面反应体系又得以接近常温,这就能广泛应用于高分子聚合物材料改性、生物医学、高超声速流动控制、点火助燃、废气废水危险固废物处理、航空器动力推进等国民经济中的重要领域。

既然非平衡态等离子体应用价值这么高,那如何才能得到它呢?“气体放电是产生非平衡态等离子体的主要方式之一。”此次学术沙龙的领衔科学家之一、清华大学教授王新新说,近年来,随着应用需求的不断拓宽,大气压放电等离子体技术,成为目前电气工程领域活跃的热点研究方向之一,这一集基础研究与应用研究为一体的前沿课题,是当前国内外学术界和工业界探索的一个多学科强交叉的新的研究领域,涵盖了高电压技术、电力电子技术、流体力学、物理学、材料学等诸多技术领域,具有重要的应用预期和广阔的发展前景。

记者了解到,自上世纪90年代开始,国外放电等离子体技术及应用研究发展迅速,得益于各应用领域需求明确,放电等离子体机理与特性的研究与应用产业衔接密切。“国内由于起步较晚,大气压放电等离子体的科技开发与产业布局脱离,限制了这种绿色节能无污染技术的广泛应用。”中国电工技术学会副秘书长奚大华说,针对这一原因,此次学术沙龙着眼于放电等离子体广阔的应用前景,将中国科学院、清华大学、华中科技大学等高校和科研院所中,与高聚物材料表面改性、飞行器流动控制、废弃物处理和航空器动力推进领域有关的需求单位召集起来,集思广益,共谋发展。(本报记者 胡其峰)

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