電漿滅菌的技術原理：與您重重把關，一同守護全家健康

採訪這天是個風和日麗的好日子，台中的太陽暖和和的好舒服！藍藍的天空還點綴著淡淡的白雲，挾著微風徐徐吹動公園裡的樹群枝頭輕顫。我們來到台中市的〔中國醫藥大學附設醫院］〈生醫科技研發中心〉；經過靜謐的穿堂，走進劉沖明主任的辦公室。

非常感謝劉主任在百忙中排除萬難，接受我們今天的拜會採訪。親切如他，個性爽朗又謙遜；極其所能分享自己最自信的專業，並且將其中生澀難懂的原理轉換成各種平易近人的解說或形容，幫助我們快速的進入電漿領域的微妙世界，跨越陌生藩籬揭開其中神秘面紗，獲益匪淺！

▍物質三態以外的第四態——電漿

歷經從小到大的科普教育傳授，相信多數人已經非常熟固態、液態、氣態等物質三態。其實，大自然裡還有第四態物質的存在，就是電漿。

科學家認為，組成物質最小單位的原子（atom），主要是由中央帶正電的原子核，以及周圍帶負電的電子所組成。如果將原子假想成是宇宙的太陽系，那麼中央的原子核相當於太陽、周圍的電子如同行星，電子圍繞著原子核進行周而復始的規律運動。

原子核與電子本身都帶有質量，只是電子的質量遠遠小於原子核的質量罷了！持續對氣體進行加熱，一旦其中的電子動能高於原子核的牽引時，電子就會脫離原子核成為自由電子，這時候的氣體也就電離成電漿狀態了。但是，就算電子與原子核分離，也不會改變它們本身的質量；於是，人們便利用這樣的特性，研發更多技術應用至不同產業的專業領域或範疇。

▍電漿滅菌技術影響入類的科技與生活

劉主任分享，電漿已經好長一段時間應用在人類的科技與生活了。從早期的核原料解離、八○年代的半導體製程，再到九○年代普遍應用在生活中的日光燈、霓虹燈，甚至是某些產業的殺菌與氣體解離等技術，其實都是電漿的應用或延伸。舉例半導體產業而言，部分製程受限必須在低壓、真空狀態下作業，而解離後的電漿不僅可以降低生產成本，還能產生瞬間、短暫的腐蝕，因而被應用在電路板做更精準的蝕刻，大幅提高產線現場的良率品質與生產效能。至於生活中常見的日光燈與霓虹燈，也是電漿的應用。舉例日光燈而言，人們先在燈管內壁塗上螢光物質，接著再導入電流將管內的水銀蒸氣電離成為電漿狀態；因為電離的過程中會釋放不同波長的光波，當被燈管內壁的螢光物質吸收其中的紫外光後，就會發出白色的可見光了。

▍電漿廣泛應用在農業與醫學領域

劉主任告訴我們，如今電漿也應用在許多農業技術。多數水果在採收後，只要保存在合宜的環境溫度下，還是會持續的進行後熟等生理變化，直到最後腐爛衰敗而死亡。後熟過程中，水果自身會釋放乙烯促進呼吸作用，加速熟成變化。於是，人們應用電漿放電的原理分解催熟的乙烯，成功減少水果在後熟階段的乙烯濃度，因而得以有效延長保鮮期限。

除了蔬果與花卉的保鮮，電漿技術也成功應用在土壤殺菌，解決許多植物病蟲害的問題。科學家將電離後的電漿水噴灑在向陽的植物葉片表面，利用作物收成後翻土整地的動作同步改善土壤品質，成功解決過去施用化學肥料導致土壤鹼化的問題，再為自然友善環境盡了一份心力。

至於在醫學領域，電漿的應用又更廣泛了。劉主任鉅細靡遺的告訴我們，如今的電漿已經成功應用在牙醫的植牙技術，提升牙材植體與齒槽骨之間的親水性，大幅提高植牙的成功率。不只如此，更在醫美領域發展出飛秒、脈衝光、……等各種皮膚雷射技術，解決了許多臨床患者的問題與需求。

▍EDF 電漿滅菌空氣濾淨技術原理

進一步再談到空氣汙染問題。劉主任不諱言，當前環境中的空氣汙染問題確實愈來愈嚴重了；電漿發展至此，同樣也提出了許多改善方案，並且成功應用在空氣清淨機的空氣濾淨技術。他盤點分析目前市售空氣清淨機的核心技術，與「電」相關的大抵包括了負離子、紫外光、臭氧、……等；但這些統統不同於〔克立淨電漿空氣清淨機］搭載〈EDF 電漿技術〉（高電場電漿技術）所應用的電漿空氣濾淨技術與原理。接著，繼續帶著我們根據科學實驗數據所描繪的曲線，來探討電壓與電流兩者之間的關係。首先定義「0」作為座標的原點後，分別再將電壓定義為橫軸、電流定義為縱軸；然後由左至右依序可以得到上升、水平、下降的一段曲線。對照曲線的態勢變化，很明顯可以區別出不同的技術原理；其中，曲線的上升階段代表「EDF 電漿」，水平階段代表負離子、紫外光、臭氧等「輝光放電」，最後的下降階段則是代表類似焊接技術的「弧光放電」。這時候，劉主任要我們想像一下觸電的瞬間，是不是伴隨刺眼的閃光？是的，像這樣已經產生了「光」的現象，就是所謂的「放電」。關於負離子、紫外光、臭氧等空氣濾淨技術，主要都是應用已經產生了「光」的「輝光放電」技術；然而，克立淨所搭載的「EDF 電漿」空氣濾淨技術，卻是比它們更搶先提早在放電以前，就已經全面阻絕空氣中的有害物質了。