Trong các dạng vật chất tồn tại, ngoài dạng rắn, lỏng, khí thì còn tồn tại một dạng thứ 4, đó chính là dạng Plasma. Đây là dạng vật chất được tìm thấy sau cùng và có những ứng dụng thực tế vô cùng lớn, tạo ra những công nghệ mang tính đột phá giúp ích lớn cho con người trong đời sống, sản xuất.

Khái niệm Plasma là gì?

Plasma là một trạng thái vật chất đầu tiên trong vũ trụ theo các nhà khoa học giả định. Trạng thái Plasma xuất hiện trong trường hợp các nguyên tử hoặc phân tử của vật chất bị ION hóa. Nói một cách đơn giản, Plasma là một loại khí ion hóa bao gồm nguyên tử, electron, ion, phân tử, đoạn phân tử và nhiều dạng kích thích điện tử.

Plasma có thể được nhân tạo bằng cách đốt nóng 1 loại khí trung tính, hoặc đặt 1 trường điện từ cực mạnh khiến chất khí đó bị ion hóa trở nên ngày càng dẫn điện.

Phản ứng của Plasma với trường điện tử chính là tính ứng dụng cao được sử dụng trong nhiều thiết bị công nghệ hiện đại như TV Plasma hay khắc Plasma.

Phân loại Plasma

Hiện nay, chúng ta đang biết đến 2 loại plasma chính đó là Plasma nóng và Plasma nguội

Plasma nóng

Đây là dạng Plasma xuất hiện khi sự ion hóa xảy ra lúc và chạm nhiệt giữa các nguyên tử hoặc phân tử ở nhiệt độ rất cao. Khi nhiệt độ ở mức cao, các electron sẽ tách ra khỏi nguyên tử, và các nguyên tử sẽ bị ion hóa do nhiệt. Các nguyên tử bị ion hóa cao nhất chỉ còn các hạt nhân và electron tách rời ra.

Plasma nguội

Plasma nguội là dạng vật chất xuất hiện khi nhận nguồn năng lượng từ bên ngoài vào như bức xạ điện từ, phóng điện trong điện khí.

Khi đó, electron bắn từ catod ra dẫn tới việc ion hóa một số phần tử trung hòa. Sau đó các electron mới nhanh chóng tác ra chuyển động cực kỳ nhanh trong môi trường điện và làm ion hóa các phân tử khác.

Hiện tượng ion hóa mang tính dây chuyền với tốc độ nhanh nhanh khiến chất khí nhanh chóng sang trạng thái plasma. Lúc này thì cấu tạo của plasma sẽ có các ion dương, ion âm, electron và các phân tử trung hòa.

Plasma và các yếu tố tạo nên vật chất

Nhiệt độ

Nhiệt độ ở Plasma được đo bằng Kelvin hay Electronvolt. Đây là yếu tố giúp củng cố quá trình ion hóa, phá vỡ liên kết giữa các nguyên tử và electron. Quá trình ion hóa này được coi là đặc trưng của plasma nóng.

Khi ở nhiệt độ thấp, các ion và electron lại liên kết với nhau tạo thành các nguyên tử, tình trạng của Plasma ở lúc này sẽ biến đổi thành dạng vật chất khí.

Điện thế

Plasma sẽ xuất hiện tại các hố đen có điện thế lớn, và điện thế chính là chất dẫn nhiệt. Plasma không trung tính thì mật độ thấp với lực đẩy tĩnh điện.

Từ hóa

Quá trình từ hóa của plasma gây ảnh hưởng tới chuyển động các hạt mang điện nhờ điện trường mạnh mẽ. Những plasma nhiễm từ có đặc tính di chuyển song song với phương từ trường khác. 

Ngoài những yếu tố này, Plasma có thể được tạo nên từ rất nhiều yếu tố khác nhau.

Ứng dụng của Plasma 

Plasma là một dạng vật chất có tính ứng dụng rất cao, đặc biệt trong những ngành năng lượng, y tế và nghiên cứu về vũ trụ.

Kỹ thuật

Chắc hẳn bạn đã từng nghe đến nhiều loại máy móc Plasma như máy cắt Plasma, máy hàn Plasma, Nguồn Plasma,… có hiệu quả và hiệu năng rất cao trong sản xuất.

Những công nghệ sử dụng plasma thường đem lại năng lượng ở mức cao, ổn định, tập trung và có tốc độ nhanh hơn thông thường.

Y học

Plasma cũng được ứng dụng rất nhiều trong y học, đặc biệt là trong hồi phục vết thương:

• Điều trị các vết thương cấp tính, những tổn thương da liễu
• Tia Plasma lạnh giúp làm lành vết thương, hạn chế nhiễm khuẩn.
• Plasma tạo ra các protein giúp khảng lại sự xâm nhập của vi sinh vật gây nhiễm trùng.

Vũ trụ và thiên văn học

Là một dạng vật chất ban đầu và quan trọng trong vũ trụ, tồn tại trong tầng điện ly, nên nghiên cứu Plasma cũng giúp con người có thể bước tới những khám phá vũ trụ, không gian một cách rõ ràng sâu xa hơn.

Có thể thấy, Plasma là một dạng vật chất mà con người cần tìm hiểu cũng như ứng dụng để tiến tới làm chủ công nghệ cao hơn.