等离子体是物质的第四态，构成了宇宙中99%的质量，包括恒星和闪电。冷等离子体，有时被称为非热等离子体或非平衡等离子体，是一种特殊类型的等离子体。在其他分子和原子成分保持接近室温，而气体中的电子温度提高到10,000 K以上的情况下，冷等离子体就形成了。因此，可以触摸冷等离子体而不会烧伤。冷等离子体的常见例子包括荧光灯和霓虹灯。
要创建冷等离子体，可以使用电流通过氮气、氧气或空气等气体。当带电电子以能量击中气体中的原子和分子时，气体中的原子的电子被剥离，形成了自由电子和自由离子的合金。由于电子和它们的总热能的总质量不能将足够的热量传递给其他表面，气体本身保持在大约室温。然而，冷等离子体的形成会产生富含能量的反应性物种，如紫外（UV）光子、电子、离子、自由基以及激发或非激发的分子，包括过氧化氢、一氧化氮和二氧化氮等。
冷等离子体技术在消毒、植物发芽、伤口愈合、土壤改良、水处理、牙科和肿瘤学等方面非常重要。在本文中，我们将讨论Alicat 压力和质量流量控制器在各种冷等离子体应用中的用途。
消毒
冷等离子体可以有效地消毒各种细菌、真菌和病毒的表面。事实上，冷等离子体消毒比紫外线消毒更有效。因为冷等离子体消毒实际上不会加热物体，所以它为食品和药品加工提供了理想的温度敏感解决方案。
挑战：对独特输入气体的流量和压力控制
流量解决方案：MC系列标准型质量流量控制器可定制为98+种气体，并可存储多达20种气体混合。MCS系列耐腐蚀型质量流量控制器更提供额外多达32种腐蚀性气体的选择，可达到128+种气体。这两种选项适用于流量范围从0.5SCCM到5,000SLPM，精度为读数±0.5%或±0.05% F.S.，控制范围为0.01-100%(调节比为10,000:1)。
压力解决方案：PCD系列双阀压力控制器可以将冷等离子体室的压力调节到±0.25% F.S.的准确度，测量范围为0.01-100%，允许亚大气压等离子体的创建和更低的能量要求。
伤口愈合
冷等离子体活化水（CAP）为伤口愈合提供了新的解决方案。现代研究表明，CAP可以在不损害人体正常组织的情况下消灭细菌并加速愈合过程。此外，CAP通过刺激生长因子来影响伤口的炎症，使伤口更快、更安全地愈合。此外，CAP还使伤口酸化，进一步促进更快的愈合。
挑战：制造用于治疗不同大小的内部和外部伤口的良好表征的等离子体射流工具。
解决方案：Alicat的质量流量控制器在科学研究中广泛用于创建冷等离子体射流，包括表征氩气常压冷等离子体射流。Alicat的设备已经出现在1000多篇科学论文中，并因其在研究应用中的重复性和可靠性而得到认可。
土壤改良和水处理
冷等离子体还可以用于污染物的去除和土壤和水的改良。由于其自由基，冷等离子体可以从土壤和流体中去除诸如PFAS“永久化学品”和油泥等毒素。在另一项研究中，冷等离子体从废水中去除了90-99%的药物残留物。
挑战：将等离子体气化到水中，并有选择性地减少毒素、不需要的真菌和有害细菌，同时保护有益的真菌和细菌。
解决方案：Alicat的质量流量控制器可以连续工作，测试不同的气体混合物进行土壤修复。通过使用Alicat设备调整最终等离子体组成，可以针对不同的毒素。此外，Alicat的质量流量控制器可以帮助控制等离子体气化流量，从而实现更精确的水处理和更少的浪费等离子体。
PAW肥料
等离子体活化水（PAW）是通过将冷等离子体与水混合而成。当在过程中使用富含氮气的气体时，PAW会生成氮肥。PAW肥料使用与自然氮固定类似的过程，将N2气体转化为NOx，然后与O2反应生成混入水中的硝酸盐（NO3）。与制造氮肥的Haber-Bosch过程相比，该过程耗能量为世界总能源的1-2%，PAW的制造成本更低，能源消耗更少，并且在标准温度和压力下工作。
挑战：对不同大小水体的等离子体气化进行控制。
解决方案：在创建PAW肥料时，更高的等离子体气化流量意味着最终肥料溶液中的氮更多，而较低的流量意味着最终肥料溶液中的氮较少。Alicat的质量流量控制器设置准确的流量，可以通过设备上的屏幕设置、计算机上的FlowVision或PLC协议进行调整，具体取决于所需的最终PAW肥料的NPK。
牙科和肿瘤学
冷等离子体技术在牙科和肿瘤学中也具有重要应用。在牙科领域，冷等离子体技术为细菌灭活、消毒、牙齿美白、牙种植放置和牙齿蛀牙的治疗提供了解决方案。
冷等离子体还被发现对治疗癌症有效，可以引发癌细胞凋亡、生长抑制、选择性癌细胞死亡、细胞周期阻滞、DNA和线粒体损伤、选择性增加ROS或免疫细胞死亡等。研究甚至表明，与正常细胞相比，癌细胞对冷等离子体治疗更为敏感，对非恶性细胞的细胞毒性较小。
挑战：为利基应用开发产品。例如，冷等离子体“手术刀”使用冷等离子体在标准气压下杀死癌细胞，同时保护正常细胞和组织。
解决方案：Alicat的质量流量控制器有助于优化精确冷等离子体应用中的等离子体流程长度和宽度，允许研发新型外科工具的研究和开发。