等离子体射流的形成通常涉及到复杂的物理过程。首先，气体被加热到足够高的温度，使其电离，形成等离子体。这个过程可以通过多种方式实现，例如电弧放电、激光照射或微波加热等。形成的等离子体在电场或磁场的作用下，带电粒子会受到洛伦兹力的影响，沿着特定的方向加速并形成射流。此外，等离子体的密度、温度和电场强度等参数都会影响射流的特性。研究这些机制不仅有助于理解等离子体的基本性质，还能为优化等离子体应用提供理论基础。等离子体射流技术在焊接中发挥关键作用。武汉可定制性等离子体射流系统
等离子体射流的魅力源于其非平衡态特性与丰富的活性组分。物理上，其蕞明显的特征是热力学非平衡性：电子的温度（能量）极高（1-10 eV，约合数万开尔文），而重粒子（离子、中性原子）的温度却很低，可接近室温。这使得它整体“凉爽”却富含高能电子，能引发需高活化能的化学反应而不产生热损伤。化学上，它是一个活跃的化学反应工厂，含有大量活性物种：包括活性氧物种（ROS）（如单线态氧、臭氧、羟基自由基、超氧阴离子）、活性氮物种（RNS）（如一氧化氮、二氧化氮），以及处于激发态的原子、分子和紫外光子。这些活性粒子寿命各异，扩散性强，具有极强的氧化还原能力，是等离子体与材料或生物组织发生作用的直接媒介，决定了其在表面改性、杀菌、促愈合等方面的效能。长沙高能密度等离子体射流装置等离子体射流技术在半导体制造和纳米加工中具有重要的应用价值。
在材料科学领域，等离子体射流是一种高效、环保的表面处理工具。它通过其活性粒子对材料表层进行物理轰击和化学作用，明显改变其表面性能而不影响本体性质。对于聚合物、橡胶等材料，射流能有效清洗有机污染物，同时通过引入极性官能团（如羟基、羧基）大幅提高表面能，使其从疏水变为亲水，极大改善了胶粘、喷涂和印刷的附着力。在复合材料领域，它对碳纤维或玻璃纤维进行表面处理，能增强纤维与树脂基体的界面结合强度，从而提升复合材料的整体力学性能。此外，它还可用于表面纳米结构化，刻蚀出微纳尺度的粗糙结构，进一步增强疏水性或提供特殊的生物学响应表面。这种干式处理工艺替代了传统的湿化学法，无污染、能耗低、速度快，非常适合现代工业的连续化生产需求。
等离子体射流的产生依赖于将电能高效地耦合到工作气体中，使其发生电离。最常见的产生装置是介质阻挡放电（DBD）射流源和直流/射频等离子体炬。DBD射流源结构相对简单，通常在一根细管中嵌套一个中心高压电极，管壁本身或外部包裹的导电层作为地电极，两者之间由介电材料（如石英或陶瓷）隔开。当施加高频高压电源时，电极间的气体被击穿，形成丝状或均匀的放电，被流动的工作气体吹出管口，形成低温等离子体射流。另一种是等离子体炬，它利用阴阳极间的直流电弧放电，将通过的气体加热至极高温度并电离，产生温度可达数千度的高焓射流，常用于切割、喷涂和冶金。近年来，基于微波和脉冲电源的射流装置也得到发展，它们能产生更高能量密度和更富活性粒子的射流。等离子体射流在薄膜制备中起作用。
等离子体射流具有多种独特的物理特性。首先，等离子体射流的温度通常非常高，能够达到几千到几万摄氏度，这使得它在材料加工中具有极高的能量密度。其次，等离子体射流的速度可以非常快，通常在几千米每秒以上，这使得其在工业应用中具有极高的效率。此外，等离子体射流的电磁特性使其能够与周围环境产生复杂的相互作用，例如在气体中形成电弧或等离子体云。这些特性使得等离子体射流在科学研究和工业应用中都具有广的前景。等离子体射流在多个领域中展现出广泛的应用潜力。在材料加工方面，等离子体射流可以用于切割、焊接和表面处理等工艺，因其高温和高能量密度能够有效改变材料的物理和化学性质。在医学领域，等离子体射流被用于消毒、杀菌和等，因其能够精确控制能量传递，减少对周围健康组织的损伤。此外，等离子体射流在环境治理中也有应用，例如用于废气处理和水净化，能够有效去除有害物质。随着技术的不断进步，等离子体射流的应用领域将进一步扩展。等离子体射流的非接触性处理特性使其适用于对脆弱材料的处理，避免机械性损伤。长沙高能密度等离子体射流装置
等离子体射流可使材料表面活化。武汉可定制性等离子体射流系统
等离子体射流技术蕞明显的优势在于其常压操作、高效节能和绿色环保。它省去了复杂的真空系统，设备紧凑，易于集成到现有生产线中；其低温特性避免了对热敏感基材的损伤；处理过程通常只用电和少量惰性气体，不产生二次化学污染。然而，该技术也面临着一些亟待解决的挑战。首先是对其作用机理的理解仍需深化，尤其是复杂的化学反应路径及其与生物细胞的相互作用机制。其次是设备的标准化和稳定性问题，不同装置产生的射流参数差异很大，难以进行精确的重复和对比实验，阻碍了临床转化。蕞后，为了满足不同应用场景的特定需求，如何对射流的长度、温度、活性粒子浓度等参数进行精确调控，仍是当前研究的重点和难点。武汉可定制性等离子体射流系统
