فرآیند عملی کاربرد پلاسما


روند اجرایی کاربرد فیزیک در صنایع

مهندس علی اصغر غلامی

مقدمه
در مقالهی قبلی با فیزیک پلاسما و کاربرد آن در زندگی روزمره آشنا همچنین به بررسی صنایع ذینفع از این علم کاربردی به صورت تئوری
پرداختیم. در مقالهی پیش رو به روند ورود این خدمات بهصورت کاربردی به صنایع پرداخته و به روند عملی ورود دستگاههای پلاسمایی به صنعت
به تفکیک صنایع میپردازیم.
دستگاههای کاربردی صنایع
انرژی:
تولید برق با روشهای قدیمی مانند سوخت فسیلی بسیار پر هزینه و نا سالم اند از طرفی فنآوری پلاسما راهی برای تولید برق به روشی نوین و با
آلودگی و هزینهی کمتر را جایگزین کرده است. ژنراتور MHD یا ژنراتور مغناطیسی هیدرودینامیکی ژنراتوری است که انرژی حرارتی و انرژی
جنبشی را به طور مستقیم به برق تبدیل میکند. ژنراتور MHD از این نظر از ژنراتورهای الکتریکی معمولی متفاوت هستند که بدون قطعات متحرک
در دماهای بالا کار میکنند. ژنراتورهای MHD به این دلیل توسعه یافتند که از گازهای داغ خروجی از بویلرهای (boilers) یک نیروگاه
(power plant) بخار استفاده کنند و راندمان کلی را افزایش دهند. MHD به عنوان یک سیکل بالادستی (topping cycle) برای افزایش
راندمان تولید برق به کار میرود؛ به ویژه هنگامی که از سوخت زغال سنگ و یا گاز طبیعی استفاده میشود . یک ژنراتور MHD ، مانند یک ژنراتور
معمولی متکی بر حرکت یک رسانا در یک میدان مغناطیسی برای تولید جریان الکتریکی است. ژنراتور MHD از پلاسما به عنوان رسانا استفاده
میکند. در مقابل، یک دینام مکانیکی با استفاده از حرکت از دستگاههای مکانیکی این کار را انجام میدهد.
تجهیزات:
با توجه به اینکه تجهیزات پلاسمایی بسیار گران بوده و وارد کردن آنها مقرون به صرفه نیست، سازمانهای داخلی در پی استفاده از این دانش
نو برآمده و تا کنون دستگاههای دانش بنیان یا همانند نمونهی خارجی را با قیمتهای تعدیل شده به روند تولید داخلی رسانده اند، که در بخشهای
مختلف وارد عرصه استفاده قرار گرفته اند، بخشی در حوزه تجهیزات آزمایشگاهی بوده بهطوریکه دستگاههای آزمایشگاهی پلاسمایی را تولید و
به دانشگاههای کشور ارائه ککردهاند، همچنین برای اصلاح سطحهای پلیمری و منسوجات دستگاهی را برای کاهش مصرف آب در صنعت نساجی
و کاهش مصرف مواد شیمیایی تحت عنوان پلاسما تکس تولید کرده بهطوریکه با ساخت این دستگاه در سال ۵۹ ایران پنجمین کشور دارنده این
فناوری شناخته شد و طراحی آن بهگونهای بوده که ۰۳ درصد در مصرف آب را کاهش داده است . مصرف آب یکی از معضلات بخش صنعت
نساجی بوده و شرکتهای فعال در این حوزهها عموما در شهرهایی مانند مشهد و شیراز و یزد مستقر شدند که با کمبود آب مواجه هستند و کاهش
مصرف آب در این بخش برای آنها بسیار حائز اهمیت است .
پزشکی:
پزشکی پلاسما یک رشته نسبتا جدید است که فیزیک را با پزشکی ترکیب میکند و در حال حاضر کاملا کاربردی متنوع دارد، از جمله استریل
سازی ایمپلنتها و تجهیزات جراحی، ضد عفونی کردن، درمان زخم و درمان سرطانهای پوست . اگر چه روند تصعید مهم به نظر میآید زیرا که
قسمتی از پوست بدون برش و یا شکافتن از حالت جامد به حالت گاز تبدیل میشود، اما مکانیسم دقیق عملکرد تکنولوژی پلاسما در پزشکی بالینی
2
ناشناخته است. پلاسما همچنین باعث تولید انواع اکسیژن واکنش پذیر، گونههای نیتروژن واکنش پذیر، رادیکالهای آزاد و فوتونهای UV میشود
که باعث آسیب به سلولهای اطراف میشوند. تصور میشود که سلولهایی که بیشتر حساس به آسیب توسط این اتمهای واکنشگر شیمیایی و
اکسید شدن هستند، ممکن است دلیل این باشد که پلاسما در از بین بردن باکتریها و سلولهای سرطانی انتخابیتر است. این فرایند که به صورت
انتخابی باکتریها را هدفگیری میکند، میتواند به توضیح اینکه چرا درمانهای پلاسما رویکرد دیگری برای درمان آکنه ارائه میدهند، کمک
کند .
در پزشکی زیبایی، تکنولوژی پلاسما میتواند با موفقیت زخمها، علائم کش آمدگی، آکنه، زگیل، فیبروماس، کراتوز و تعدادی از ضایعات
پوستی دیگر را بهطور موفقیت آمیز درمان کند، اما هیجان انگیز ترین انقلاب تکنولوژی پلاسما برای بیشتر بیمارانی است که با بلفاروپلاستی
غیرتهاجمی درمان شدهاند.
بلفاروپلاستی بدون جراحی و با استفاده از تکنولوژی پلاسما به سرعت در حال تبدیل شدن به جایگزینی برای جراحی میشود که نیاز به بیهوشی
عمومی ندارد، خرابی کمتر دارد، خطر آسیب به عضلات زیرین کمتر است، خطر ابتلا به آلرژی کاهش مییابد، هیچ مشکلی در بستن چشمها پس
از پیاده سازی روش بوجود نمیآید، خطری برای بینایی چشمها وجود ندارد، عوارض مرتبط با بیهوشی عمومی )واکنش، لخته شدن خون، عوارض
قلبی و ریوی( بیماران را تهدید نمیکند و برای بیماران مقرون به صرفه است.
فناوری پلاسما در زمینه جوانسازی پوست نیز بسیار موثر عمل کرده و امروزه دانشمندان ایرانی موفق به ساخت دستگاه جوانسازی پوست و
درمان زخم دیابت به کمک فناوری پلاسما شدهاند . همچنین دستگاه درمان زخم دیابت که در دنیا دانش نوینی است ساخته شده و به روند آزمایش
رسیده است که امیدواریم طی دو تا سه سال آینده روانه بازار شود .
دستگاه تولید فیلترهای آنتیویروس و آنتیباکتریال با استفاده از فناوری پلاسما
با شیوع بیماری کرونا در کشور، محققان همواره به دنبال ارائه محصولی برای کاهش عوارض این ویروس بودهاند. تا اینکه ایده تولید فیلترهای
آنتیویروس و آنتیباکتریال با استفاده از فناوری پلاسما مطرح شد و در حال حاضر این دستگاه با ظرفیت ساخت ۰۳ هزار فیلتر آنتیویروس و
آنتیباکتریال در روز فعالیت میکند. این فیلترها در تولید ماسکهای جراحی یا ماسکهای چهار لایه و N95 قابل کاربرد بسیار دارند . استفاده از
پلاسما باعث شده که ماسکهای تولیدی مواد آنتیویروس را جذب کنند و پایداری و ماندگاری این مواد بر روی ماسک افزایش یابد. این ماسکها
محصولی است که در آن هیچ ماده شیمیایی استفاده نشده است، ولی پلاسما موجب عامل دار شدن سطح خواهد شد .
محیط زیست:
زبالهسوزی پلاسمایی راهکاری برای پسماندهای صنعتی
دستگاه زباله سوز پلاسمایی برای امحای پسماندهای صنعتی برای انواع پسماندها از صنعتی، ویژه و دارویی تا پسماندهای شهری و بیمارستانی
کاربردی است. پسماندها در این روش به ترکیبات پایه مانند کربن، اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن تجزیهشده و سپس با اضافه کردن گازهای ثانویه
مانند بخار آب فرایند هدایت به سمت تولید سین گاز )ترکیب گاز هیدروژن و منوکسید کربن( انجام میشود. سین گاز تولیدی میتواند برای تهیه
سوخت و یا تولید برق مورد استفاده قرار گیرد . این فناوری دارای چندین مزیت است که از آن جمله میتوان به قابلاستفاده بودن برای همه پسماندها
اشاره کرد. پسماندهای حاوی ترکیبات آب، مواد نسوز و یا پسماندهایی که بهشدت خطرناک هستند و در اثر فرآیندهای احتراقی معمول منجر به
تولید آلایندههای گازی میشوند، در این روش میتوانیم با استانداردهای اروپا امحا کنیم، ضمن آنکه خروجی این امحا نیز مواد ارزشمند است .
صنعت:
3
برشکاری: در زمان برشکاری باید برخی از فرایندهای ساخت را در نظر داشت تا فلزات به یک اندازه برش داده شوند و لبه های قطعات را شکل
داده و پخ زده و آنها را برای جوشکاری آماده نمود. رویه برداری یکی از عملیاتی که در زمان برشکاری صورت میگیرد در این روش بدون آنکه
نیازی به برشکاری کامل آن باشد، لایه ای از فلز را برداشته و شیاری در آن ایجاد میشود. رویه برداری برای برداشتن بخش معیوب فلز استفاده می
شود تا از این طریق بتوان آن را دوباره جوشکاری نمود که با دستگاههای معمول سخت و پرهزینه است. یکی دیگر از دستگاههای پلاسمایی ماشین
برشکاری پلاسما با ویژگی هایی نظیر قیمت پایین، عمق برش بالا، قابلیت برش فلزات، برشکاری با قوس پلاسما مناسب برای برش در مواقعی که
دقت بالایی مورد نیاز نیست میباشد.
دورنما
در مقاله حاضر برخی دستگاههای پلاسمایی موجود در کشور را معرفی و به بررسی مزایای آنها نسبت به روشهای قدیمی پرداختهایم. در حال
حاضر که کشور با بحرانهای محیط زیستی از قبیل آلودگی، کم آبی و …. روبه رو است و با توجه به هزینههای زندگی بالا همچنین روبه اتمام بودن
سوختهای فسیلی بهترین جایگزین برای کاهش آلودگی، کم کردن هرینههای زندگی همچنین صنعتی شدن کشور استفاده از صنایع جدید، کم
هزینه و بهینهای مانند نانو و پلاسما است. در مقالههای دیگری نانو فیزیک و روند کاربردی آن در زندگی را بررسی میکنیم. دستگاههای ساخته شده
با علم فیزیک پلاسما توسط مهندسین حاذق کشور عزیزمان در بازار و در دسترس عموم با هزینههای متعادلتر از نمونه خارجی قابل خرید و استفاده
هستند.
همچنین که جایگزین کردن به فرض مثال دستگاه بستهبندی یا لایه نشانی پلاسما با روشهای بسته بندی قدیمی نه تنها محصولی سالمتر را در
دسترس عموم مردم برای استفاده قرارداده بلکه صادرات محصولات کشور عزیزمان به تمام دنیا را نیز تسهیل میکند. که در مقالهای جداگانه به
بررسی اصلاح بذر یا سطح مواد غذایی با پلاسما پرداخته و مزایای استفاده از آن را برای صادرات به کشورهای دیگر و اخذ تایید سلامت کالا
میپردازیم.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

×

سلام!

همین حالا با کارشناس ما صحبت کنید.

× چطور میتونم کمکتون کنم؟