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等離子體是在特定條件下使氣體電離而產生的非凝聚態體系，可以理解為受激發的氣體，它包含被剝離的電子、帶異性電荷的離子和激發態原子，整體仍表現出中性。等離子體中各種粒子之間存在復雜的彈性或非彈性碰撞（電離）。高溫和低溫是區別等離子體最主要的標志之一，也就是說其具有雙溫性高溫（熱平衡）等離子體內部各種粒子溫度整體都達到極高溫度范圍（10⁶-10⁸K），受控核聚變是其產生的方式之一。低溫（非平衡）等離子體不同于上述的一點是電子溫度遠超其他低溫粒子（300-500K），達到10⁴K，所以它的電離度通常較低。

低溫等離子體的產生依賴外界驅動力（電場）的作用。外界所施加的能量傳遞給電子或離子，它們通過碰撞將分子分解為原子和自由基。有些離子沉重所以被帶動的速度較低，碰撞不激烈，而電子卻飛速地碰撞接觸，這就導致體系處于非平衡狀態而形成低溫等離子體。低溫等離子體提供的能量可以使體系輕松跨越反應限制，使得許多通常無法發生或需要極端條件才能發生的化學反應在等離子體中得以實現。

低溫等離子體對材料的作用

等離子體表面改性材料技術是最早被使用的等離子體制備材料的技術之一。它是對材料最淺顯的表面進行等離子處理，由于等離子體能量比化學鍵能量高（20ev＞10ev），會使得材料表面發生刻蝕、交聯、化學改性等作用。刻蝕類似于刀體在物質表面留下劃痕，使得材料表面粗糙，改變其理化性質；交聯是指相鄰的高分子因為存在自由基可能會互相連接在一起；化學改性是指在材料微表面發生氫脫離或形成雙鍵，又或是等離子體氣體參與表面的反應形成新官能團。

低溫等離子體處理材料的優點

等離子體具有高效、方便、清潔無污染等優點，而被廣泛用于改性材料中。低溫等離子體處理材料的優點有很多，主要包括以下五點：（1）低溫等離子體在處理材料過程中可以將改性過程維持在較低溫度下，避免過高溫度對材料的傷害；（2）等離子體作用于基體表面和近表面，避免對處理的材料整體結構的改變，可維持基體整體的屬性；（3）大量的種類繁多的活性粒子，如離子、電子、激發的分子、原子以及自由基都能作用于材料表面，發生表面反應。已有報道揭示了活性氣體，如O2、CO/CO2、NH3/N2能在基體表面引入-OH、-COOH、-NH2基團;（4）可根據需要，采用不同的活性或惰性氣體，甚至可以采用各種氣體的組合進行等離子體反應，提供豐富的活性物質。（5）等離子體具有環境友好性，幾乎不產生有毒物質。因此，使用等離子體技術可以很容易地實現對材料的改性，這比傳統的化學改性方法要方便得多。