謝章興1,2、魏佚衿1、張淑茜1、劉霈琳1、黃士瑋2、劉于瑋2 / 明志科技大學1電漿與薄膜科技中心、2材料系
2. 臭氧
臭氧是地球大氣中一種微量氣體，它是由於大氣中氧分子受太陽輻射分解成氧原子後，氧原子又與周圍的氧分子結合而形成。雖然臭氧在平流層起了保護人類與環境的重要作用，但若在對流層濃度增加，則會對人體健康有害。臭氧對眼睛和呼吸道有刺激作用，對肺功能也有影響，高濃度的臭氧對植物也是有害的，其特性說明如下。
(1) 易分解性
臭氧的化學性質較活躍，在常溫下可以分解為氧氣，並在分解的過程中釋放284 kJ/mol的熱量，具體化學式為：2O3→3O2，臭氧在空氣中的分解速度及溫度和自身濃度有關，研究證明，當外在空間溫度越高、臭氧的濃度越大，其分解速度也就越快；而臭氧在水中的分解速度是跟水溫與酸鹼度(pH)有關，水溫越高臭氧分解速度越快。
(2) 強氧化性
以臭氧的氧化能力來比較，它幾乎是一般強氧化劑中最易產生的。同時臭氧在水中分解速度很快．在含有雜質的水溶液中能迅速回復到氧氣狀態，若水溫接近 0℃時能更穩定。還有研究表明，臭氧在水中的分解速度隨水溫和pH值的提高而加快。由於臭氧具有強氧化性，因此能與除了金、鉑以外的金屬發生反應，也能氧化許多有機物。文獻中其在電漿醫療方面有助於：
● 加強免疫系統；
● 可用於抗衰老、延遲老化過程；
● 傷口、痤瘡、皮膚病的治療；
● 清除肝臟毒素；
● 支援癌症患者的治療；
● 改善循環問題；
● 幫助對抗和預防感染；
● 消除慢性疲勞和壓力；
● 心血管疾病支持治療；
● 緩解病毒性疾病，如乙型和丙型肝炎、帶狀皰疹、感冒痠痛和流感；
● 緩解風濕病；
● 支援糖尿病療法；
● 緩解過敏；
● 緩解關節僵硬。
唯臭氧具有強烈的刺激性，吸入過量對人體健康有一定危害。它主要是刺激和損害深部呼吸道，並可損害中樞神經系統，對眼睛有輕度的刺激作用。臭氧吸入體內後，會使不飽和脂肪酸氧化，從而造成細胞損傷。美國FDA曾宣佈臭氧不可用於醫療，並對違反該法規的企業採取法律行動。
4. 自由基與活性分子的分佈與壽命
大氣電漿中產生的自由基和活性分子為重要的氧化活性物種。它們的分佈與壽命在生醫科技上能夠影響處理傷口速度、止血傷口與殺菌(抗菌)的效率。在傳統應用上更影響材料表面的活化、氧化、鈍化、清洗。在環境工程上影響水及空氣的去汙及淨化。在農產品及食品工業更扮演舉足輕重的角色。所以在製程的最佳化上，大氣電漿中產生的自由基和活性分子的分佈與壽命便是不可或缺的資訊。圖八(a)顯示三種不同參數下產生大氣電漿束的OH分佈圖，圖八(b)為對應之原子氧分佈圖。圖九顯示一種大氣電束出口後，OH及原子氧的強度與管口距離的關係。表二列舉了一般自由基與活性分子的壽命與擴散距離。
圖八、(a)三種不同參數下產生大氣電漿束的OH分佈圖；(b)為對應之原子氧分佈圖(ICCD 影像圖)
圖九、離管口距離0.5～3.5 cm時OH與O自由基的相對強度趨勢圖(由放射光譜取得)
機器學習預測自由基與活性分子強度
大氣電漿可應用在各種生醫或傳統材料、環境淨化物處理及醫療方面，尤其是在電漿醫學上，最近幾年更是蓬勃發展。而其成功的關鍵就是在控制自由基與活性分子的分佈與濃度。機器學習是人工智慧一個分支領域，可利用電腦根據過往經驗進行模型建立並用以準確預測未來結果，這個結果也可以是自由基與活性分子的強度與分佈。在大氣電漿中所有的應用都是藉由自由基或活性分子來完成的，而現今大氣電漿工程中該如何控制 …以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。