等離子體氣化熔融工藝是新一代危廢處理手段，是目前國際上技術(shù)含量最高、效果最為突出的危廢處理方式。大到能為人類帶來無限清潔能源的可控聚變，小到五顏六色的熒光燈，還有芯片制造產(chǎn)業(yè)不可或缺的刻蝕機(jī)……等離子體技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，它的神奇“魔力”撥云見日，愈加令人驚奇，但是我國在等離子體工業(yè)應(yīng)用上還欠缺火候。
中國工程院院士李建剛等多位專家認(rèn)為，我國等離子體研究已走在世界前列，但工業(yè)界對(duì)此領(lǐng)域缺少科學(xué)了解，等離子體技術(shù)待字閨中盼人識(shí)。
等離子體是不同于固體、液體和氣體的物質(zhì)第四態(tài)。物質(zhì)由分子構(gòu)成，分子由原子構(gòu)成，原子由帶正電的原子核和圍繞它的帶負(fù)電的電子構(gòu)成。當(dāng)施以高能量后，電子離開原子核，這時(shí)，物質(zhì)就變成了由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子組成的等離子體。
李建剛表示，未來10年到20年，隨著NIF、ITER、CFETR計(jì)劃的全面開展，人類會(huì)在一個(gè)新的層面對(duì)燃燒等離子體物理開始探索和全面的理解，一定能提供更多發(fā)現(xiàn)新物理現(xiàn)象和揭示新物理機(jī)制的機(jī)會(huì)，從而也將等離子體物理學(xué)科發(fā)展推到一個(gè)新的高度。強(qiáng)場(chǎng)激光等離子體物理有可能產(chǎn)生重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)和大量新的技術(shù)應(yīng)用；工業(yè)等離子體(等離子體醫(yī)學(xué))也會(huì)迅速發(fā)展，從而產(chǎn)生全新的學(xué)科生長點(diǎn)。依托這些等離子體科學(xué)研究發(fā)展起來的一大批技術(shù)，能為人類社會(huì)下一步高新技術(shù)發(fā)展提供重要的源泉和保障。
據(jù)中國力學(xué)學(xué)會(huì)等離子體科學(xué)與技術(shù)專業(yè)委員會(huì)主任委員張菁教授介紹，看似“神秘”的等離子體其實(shí)并不罕見，最常見的等離子體是高溫電離氣體，如電弧、霓虹燈和日光燈中的發(fā)光氣體，還有閃電、極光等。等離子體在半導(dǎo)體工業(yè)、聚合物薄膜、材料防腐蝕、冶金、煤化工、工業(yè)三廢處理等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，潛在市場(chǎng)價(jià)值每年近2000億美元。
中科院等離子體物理研究所研究員孟月東告訴記者，等離子體中帶電粒子間相互作用，性狀非?；钴S，利用這種特性就可以實(shí)現(xiàn)各種材料的表面改性。用于制鞋可避免傳統(tǒng)工藝帶來的化學(xué)污染，還能增加膠水黏性。
目前，低溫等離子體技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中較為常見，但是在我國應(yīng)用的領(lǐng)域還非常有限。比如在羊毛染色過程中用到氯化工藝，不僅產(chǎn)生廢水污染，氈縮效應(yīng)也會(huì)比較大(導(dǎo)致衣物縮水)，如果使用等離子體技術(shù)處理，不僅完全沒有污染，還能大幅減少氈縮效應(yīng)。此外，在芯片產(chǎn)業(yè)中，等離子體技術(shù)也已相當(dāng)成熟，但是目前大多被國外壟斷，包括刻蝕機(jī)、等離子清洗機(jī)等。
李建剛告訴記者，我國無論是在托克馬克等大科學(xué)裝置、前沿基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，還是民用低溫等離子體技術(shù)，都取得長足進(jìn)展，其中磁約束聚變、超導(dǎo)質(zhì)子治療癌癥等領(lǐng)域已走在世界前列。
“但是，我國大量企業(yè)不知道到哪里能獲得相關(guān)的等離子體技術(shù)”，李建剛直言不諱。為此，他提出三點(diǎn)建議：一是在研究院所和高校組建方向明確的低溫等離子體重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，提高理論和實(shí)驗(yàn)水平；二是設(shè)立以若干個(gè)企業(yè)為主體的等離子體工程技術(shù)中心，開展等離子體工程和工藝技術(shù)的研究；三是加強(qiáng)國際合作。
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