プラズマとは

「プラズマとは何か」というご紹介をさせていただきます。自然界では宇宙を構成する99%以上がプラズマ状態と言われております。プラズマ状態ではない地球が実は奇跡の星なのです。産業界では人の手によってこの不安定なプラズマ状態をあえて作り出すことにより様々な分野へ応用しています。

たとえば自然界では、太陽やオーロラ、稲妻などがプラズマ状態であり、身の回りでは蛍光灯やろうそくの炎、そしてプラズマテレビなどが挙げられます。

プラズマとは物質の第4の状態を指しています。
物質には固体、液体、気体の三態があります。
固体にエネルギーを加えて液体に、液体にエネルギーを加えると気体に、気体にさらにエネルギーを加えていくと、物質の第4の状態と呼ばれるプラズマ状態になります。
分子・原子から電子も離れ非常に活性状態で化学的には不安定な状態になります。

酸素を例にします。
酸素は気体の状態では酸素分子O2として存在しています。
酸素分子は、2個の酸素原子が結合し安定した状態といます。
ここで上記同様に、エネルギーを加え、プラズマ状態にすると酸素分子は、電子も離れてバラバラになり、不安定な状態となります。この状態の酸素を酸素ラジカルと呼びます。

不安定な状態であった酸素ラジカルはまた、再び安定化しようとして何かと結合しようとします。この特性を産業界で応用したのが、皆様が産業界で耳にするプラズマなのです。

産業界で応用されているプラズマは大きく分けると、高温プラズマと低温プラズマがあります。
材料を溶かすことなる表面処理したい場合、低温環境下でプラズマ状態を作り出す必要がありますが、その一例として放電が挙げられます。
放電によって電子がエネルギーを持って分子に衝突します。すると電気的に中性であり、化学的に不安定なラジカルが生成されます。このラジカルの特性を利用して大気圧プラズマは様々な表面改質に応用されています。

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