一种射流低温微等离子发生器及其制备方法与流程

本发明涉及消毒杀菌，具体地，涉及一种射流低温微等离子发生器及其制备方法。

背景技术：

1、等离子发生器的主要工作原理是将低电压通过升压电路升至正高压及负高压，利用正高压及负高压电离空气(主要是氧气)产生大量的正离子及负离子，负离子的数量大于正离子的数量(负离子的数量大约为正离子数量的1.5倍)。

2、目前，人们为了预防空气中的细菌、病毒等致病菌随呼吸道进入体内，通常采用佩戴功能性口罩，但是长期戴口罩会带来皮肤问题，如口罩脸等，且长期佩戴，会有呼吸不适等问题，给人们生活带来不便，为此，出现了不少采用等离子发生器的消毒灭菌产品。

3、现有等离子发生器在上述消毒产品应用时，由于等离子体发生器是一个静态工作器件，为被动态消毒灭菌模式，导致消毒灭菌的范围有限，而传统产品基本都是采用风扇实现，导致产品体积大，无法实现消毒卡等产品的制作。另外，医用紫外低温等离子褥疮贴、痤疮薄膜贴，需具备轻薄的特质，更需要有空气的流通，以确保面向褥疮、痤疮等疮疖有充足的氧气，在疮疖部位形成足够的负氧离子和臭氧进行灭杀菌群，同时排出疮口腐浊的气体。但是目前的产品等离子发生器存在低温游离态等离子物质传播效率低的问题，导致消毒灭菌效果不佳。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种射流低温微等离子发生器及其制备方法，实现一种小型的片状产品，能够解决低温游离态等离子物质传播效率低的问题。

2、本发明的一个方面，提供一种射流低温微等离子发生器，包括：

3、用于产生超声波射流的超声波射流器；

4、用于产生等离子体的微等离子发生器；

5、其中：所述超声波射流器和所述微等离子发生器复合为一个整体结构，整体为片状。

6、可选地，所述射流低温微等离子发生器的整体结构包括：

7、基底；

8、设置于所述基底上表面的微等离子体发生器工作电极；

9、超声波射流器工作电极，位于所述微等离子体发生器工作电极的中间；

10、设置于所述基底下表面的底电极；

11、其中：

12、所述基底、所述底电极与所述微等离子体发生器工作电极构成微等离子发生器；

13、所述基底、所述超声波射流器工作电极与所述底电极构成所述超声波射流器。

14、可选地，在所述微等离子体发生器工作电极、所述底电极上加载电压，产生高压击穿空气并使空气电离，在所述微等离子体发生器工作电极上形成均匀的高浓度负氧离子和臭氧并弥散于空气，同时伴随紫外辐射；所述超声波射流器位于所述微等离子体发生器工作电极的中间，通过超声波射流效应使所述微等离子体发生器工作电极周围形成由内向外的横波，通过超声波射流效应，使所述微等离子发生器形成的负氧离子和臭氧迅速向外传播。

15、可选地，所述超声波射流器还包括：位于所述超声波射流器工作电极中间的一个或多个微孔，用于超声波射流的扩散；多个所述微孔时采用均匀设置。

16、可选地，所述射流低温微等离子发生器为环形片状，其中：所述基底、所述底电极和所述微等离子体发生器工作电极至少为一个，均为环形形状；所述超声波射流器工作电极为圆形，位于环形微等离子体发生器工作电极的中间；

17、可选地，所述射流低温微等离子发生器为桥形片状，其中：所述基底、所述底电极和所述微等离子体发生器工作电极至少为两个，每个所述基底、所述底电极和所述微等离子体发生器工作电极连接后构成一个单元，形成两个对称的单元，所述超声波射流器工作电极的两端分别连接到两个单元的一端，形成桥形。

18、可选地，所述微等离子体发生器工作电极的图形根据使用的实际需求设计，采用mems图形化工艺制备。

19、本发明的另一方面，提供一种射流低温微等离子发生器的制备方法，包括：

20、s1：用软件绘制出功能层图形，并在边缘绘制出mems加工用正反面和多层复合功能结构对准用对准符号，将图形转制成用于mems工艺光刻的掩膜版上，以满足mems器件微米级高精度多层复合结构的原位多次加工；

21、s2：选择基片作为衬底，在所述衬底上制备一层与金属结合力优良且在热胀冷缩过程中不易造成金属层开裂的过渡层，再在所述过渡层上喷涂一层均厚的液状光敏高分子材料，将喷涂上去的所述液状光敏高分子材料，烘干成固体；

22、s3：将s1得到的所述掩膜版面对面紧压在s2得到的固体光敏高分子材料上，采用紫外光源对所述掩膜版没有阻挡的光敏高分子材料进行光化学反应，得到光敏高分子材料基片；

23、s4：将所述光敏高分子材料基片放入光刻胶显影液中，溶解掉需要去除的部分，从而形成所需电铸的三维微模具结构；

24、s5：对所述三维微模具结构用电化学微电铸的方法先电铸出所需要的背面结构图形，即底电极，随后涂覆浆料，最后去胶释放出所需的底电极的结构层；

25、s6：准备有引线孔的复合衬底，在复合衬底上制备图形化底电极保护用陶瓷或类陶瓷膜，通过预先图形化在复合衬底外侧和基底上表面的对准符号，采用双面对准技术，进行图形对准，随后通过等静压叠压和高温热处理，完成底电极的制备；

26、s7：利用双面对准套刻技术，将预先在复合衬底外侧的对准符号利用双面光刻机背面对准的能力，对准正面掩膜版的图形对准符号，重复s2-s5在基底正面制备出微等离子体工作电极和超声波射流器粘结层图形结构，通过溅射工艺在基底上制备一层与图形化浆料具备良好粘结性的皮性粘结层，接着涂覆微等离子体工作电极和超声波射流器粘结层浆料，随后快速去胶，形成器件正面图形结构；

27、s8：将预先制备好开有微孔结构的超声波射流器工作电极，同样通过双面套刻图形化对准方式，将超声波射流器精准的定位于基底设定位置，随后再次进行等静压叠压和高温热处理，之后再在微等离子体工作电极涂覆上玻璃釉或陶瓷釉，使其形成对工作电极的保护，至此完成整个器件的制备。

28、可选地，在上述s1之前，还包括：绘制器件的多维多层3d结构示意图，并对器件结构布局合理性和性能进行仿真，使其性能最优化，最终确定层间结构和制备器件的各类材料。

29、与现有技术相比，本发明实施例具有如下至少一种有益效果：

30、本发明上述射流低温微等离子发生器，微等离子体发生面上的病毒细菌在超声波射流效应下极易被破壁，同时联合等离子体的负氧离子和臭氧强氧化功效和紫外线辐射共同作用下，极大的增强了灭菌的范畴与效能。

31、本发明上述射流低温微等离子发生器，是一种体积小的片状低温微等离子发生器，其借助于超声射流器与低温微等离子体发生器可为同种基材(共用同一基底)，将超声波射流效应和低温微等离子的产生合为一体，有效的解决了低温游离态等离子物质传播横波波导效率低的问题，可以用于等离子体消毒灭菌场景，通过微纳集成制造技术形成异质异构片状结构，同时也为相关产品微型化集成制造提供了有效途径。

32、本发明上述射流低温微等离子发生器的制备方法，制备的微等离子体工作电极(电晕电极)具备3d结构，是传统方法制备电晕电极所无法实现的，此种电晕电极上具有微纳复合类针状结构，此结构不仅能有效提高等离子体的发生效率(即负氧离子和臭氧的发生效率)，而且能使形成的等离子体均匀厚实，它能形成微场发射效应和微纳尺度效应，也就是在微纳尺度下离子形成所需要的能量降低，极大降低了器件的功耗，且易于启辉，形成辉光。