Plasmabehandlungen

Plasmabehandlungen umfassen Verfahren, bei denen Plasma zur Veränderung von Oberflächen oder zur Behandlung biologischer Gewebe eingesetzt wird. Plasma ist ein teilweise ionisiertes Gas, das aus Ionen, Elektronen, neutralen Spezies sowie reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffverbindungen besteht. In vielen Anwendungen wird kältes Plasma verwendet, das bei Raumtemperatur bzw. leicht unter oder über Raumtemperatur arbeitet (kaltatmosphärisches Plasma, CAP), oft ohne Vakuum.

Durch die erzeugten reaktiven Spezies, UV-Strahlung und elektrische Felder kommen chemische und physikalische Veränderungen an Oberflächen zustande: Einführung oder Abspaltung chemischer Gruppen, Erhöhung der Oberflächenenergie, Reinigung und feine Abtragung (Etching) sowie Vernetzung. In der Biomedizin können CAP-Behandlungen Mikroorganismen abtöten, Wundheilung fördern und Abstoßreaktionen reduzieren. In der Materialwissenschaft verbessern sich Adhäsion, Benetzbarkeit und Haftung von Beschichtungen und Klebstoffen.

Anwendungsbereiche umfassen die Oberflächenmodifikation von Kunststoffen, Folien und Elektronik, Sterilisation und Desinfektion von medizinischen Instrumenten, Dental- und Wundbehandlung, sowie die Optimierung von Biokompatibilität und Haftung von Implantaten. CAP wird auch zur Abtötung von Biofilmen in der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie untersucht.

Typische Technologien sind die Dielektrisch gekoppelte Entladung (DBD) und Plasma-Jets, die an der Oberfläche oder direkt an dem zu behandelnden Objekt arbeiten. CAP-Quellen arbeiten oft atmosphärisch, benötigen kein Vakuum und können auf komplexen Geometrien eingesetzt werden. Die Effektivität hängt von Parametern wie Gaszusammensetzung, Leistung, Abstand und Behandlungsdauer ab.

Sicherheit und Regulierung erfordern kontrollierte Parameter, da reaktive Spezies Gewebeschäden verursachen können. Nicht alle Materialien reagieren gleich, und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse kann variieren. Wirtschaftliche Kosten und Wartungsbedarf beeinflussen die Einführung in der Industrie.