密歇根大学最新研究显示，增加等离子体与水相互作用的表面积，可有效扩大一种能去除饮用水中PFAS、洗涤剂及微生物污染物等的技术应用规模。特定条件下，等离子体与水接触时会自组织成星形、车轮或齿轮状复杂图案，显著扩大接触面积，为水净化技术带来新突破。该研究已发表于《等离子体源科学与技术》期刊。

研究团队首次拍摄到自组织等离子体下方水面的图像，揭示了等离子体通过电场力扭曲水面、产生表面波的过程。研究结果表明，等离子体波的形状和大小受气体加热速率及水的电学性质影响，调控这些因素可增大等离子体表面积，从而一次性处理更多水。这一发现对于提升水处理效率具有重要意义。

全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)因耐热耐污特性被广泛应用，但其强大的碳氟键使得废弃后难以分解，渗入环境后对人体健康构成威胁。密歇根大学的研究表明，将等离子体注入受污染水中可破坏PFAS，冷等离子体与水接触后产生的离子、溶剂化电子等物质能够破坏氟碳键，将PFAS矿化成无害残留物。“实验室演示表明，冷等离子体可以去除水中的大量污染物，几乎可以完全去除。这为处理这些遗留化学物质开辟了新的机遇，”该研究的资深作者约翰·福斯特说。

更多信息： Zimu Yang 等，《1 atm 直流辉光放电液体阳极表面变形与自组织图案的耦合》，等离子体源科学与技术(2025)。