研究人员制造了一种可以接触物体的等离子喷射器,就像一把微型光剑
(Fu 等人,《应用物理快报》,2019 年)
没有什么比用小东西固定你的伤口更能说明你对未来的欢迎了。 乍一听起来可能很疯狂,但这基本上就是新的等离子技术进步现在所有望实现的。
这一令人兴奋的发展意味着我们很快就能实现在露天运行的低温大气压等离子射流 (APPJ) 的商业化,开创医疗治疗的新时代。
中国电子科技大学的工程师们找到了一种方法来释放微波产生的离子流,使其延伸到足够远以接触附近的表面。
如果你不确定什么大气压等离子体是的,最重要的部分在名称中。
与只能在真空或强压力下产生的定向带电粒子流不同,这种等离子体由超音速稳定气体团或“等离子体子弹”组成,不需要特定的压力。
它们的生产方法有很多种,例如用不同的电流或低频电磁辐射(例如微波)激发粒子。 但所有这些子弹都可以在相当温和的温度下泵出,使它们适用于各种可能使用离子流的热敏感应用。
工程师可以使用小型 APPJ 包来电离材料表面, 例如。医生也可以使用它们消毒伤口、清洁牙齿,甚至帮助血液凝固。
“随着低温等离子射流的发展,等离子体在生物医学领域的应用将扩大,不仅可以用作手术刀,还可以用于皮肤治疗、消毒和治疗。治疗,”says engineer Wenjie Fu。
只是有一个小问题。 到目前为止,这些等离子射流往往受到令人沮丧的限制? 为了稳定它们的流动,您需要一个由石英等材料制成的极化管。
这就像将光剑包裹在透明塑料管中以将其容纳起来:不完全实用或理想。
为了在不提高射流温度的情况下取消这种管状容器,研究人员放弃了用于产生等离子体的微波引导其他设备,转而采用同轴电缆类型结构。
通过调整线路中导电元件之间的距离,他们可以在不增加功率的情况下增加微波的电场密度。
对同轴传输系统末端的一些关键调整也使他们能够将气体引导到外部,并将等离子体引导到中心,从而使他们能够放弃石英管并仍然调整气体的特性。
其结果是产生暴露的、定向的等离子体流,可以杀死微生物并凝固血液,并且温度足够低,可以触摸; 或者可以加大力度焚烧肉体(用于手术目的)。
(Fu 等人,《应用物理快报》,2019 年)
这种医疗技术还处于早期阶段,但随着概念验证现在看起来很可靠,这种“轻型手术刀”的商业版本可能会在不久的将来出现在您的医生手中。
这项研究发表于应用物理快报。