플라즈마 [plasma]

 

 기체 상태의 물질에 계속 열을 가하여 온도를 올려주면, 이온핵과 자유전자로 이루어진 입자들의 집합체가 만들어진다. 물질의 삼태인 고체, 액체, 기체와 더불어 '제 4의 물질상태'로 불리어지며 이러한 상태의 물질을 플라즈마라고 한다.

 

플라즈마의 생성
물질 중에서 가장 낮은 에너지 상태인 고체에 열을 가하여 온도가 올라가면 액체가 되고 다시 열에너지가 가해지면 기체로 전이를 일으킨다. 계속해서 기체가 더 큰 에너지를 받으면 상태전이와는 다른 이온화된 입자들이 만들어 지게 되며 이때 양이온과 음이온의 총 전하수는 거의 같아진다. 이러한 상태가 전기적으로 중성을 띄는 플라즈마 상태이다.

 

주변의 플라즈마 상태
이 상태는 지구상에서는 흔하지 않은 현상이지만 우주에서는 거의 모든 물질의 정상상태가 플라즈마상태이며 태양의 대기 또한 플라즈마로 채워져 있다. 우리 주변에서 관찰할 수 있는 플라즈마 상태로는 조명등으로 사용하고 있는 형광등과 길거리에서 흔하게 볼 수 있는 네온사인 그리고 자연현상으로는 소나기가 쏟아지면서 자주 발생하는 번갯불과 같은 것들이 있으며 북극지방 밤하늘에 발생하는 오로라(AURORA)도 플라즈마가 나타내는 빛이라고 볼 수 있다.

 

플라즈마의 응용
플라즈마를 이용하면 인공 다이아몬드를 합성할 수 있고, 고대 유적지에서 발굴된 금속유물에 플라즈마로 표면 코팅처리를 하면 마모나 부식을 방지할 수 있고 유물의 상태를 개선하는 효과를 낼 수도 있다. 플라즈마가 내는 빛을 이용한 플라즈마표시장치(PDP:Plasma Display Panel)는 산업전반에 폭넓게 사용되고 있는데 대표적인 것이 PDP TV이다. 또한 플라즈마는 핵융합을 통해 석유나 석탄과 같은 화석연료를 대체하여 사용할 수 있으며, 세계의 주요 선진국들은 플라즈마를 이용한 대체에너지원 개발을 위해 활발한 연구를 진행하고 있다.

기체 상태의 물질에 계속 열을 가하여 온도를 올려주면, 이온핵과 자유전자로 이루어진 입자들의 집합체가 만들어진다. 물질의 삼태인 고체, 액체, 기체와 더불어 '제 4의 물질상태'로 불리어지며 이러한 상태의 물질을 플라즈마라고 한다.