Trong y học, plasma lạnh ở áp suất khí quyển cho phép sinh ra một nồng độ rất cao các hoạt chất hóa học trong khi vẫn giữ nhiệt độ phòng [1]. Nó xác định những ứng dụng thích hợp của plasma phi nhiệt thường là cơ chế chống đông máu và sửa chữa các thành phần và tính chất của máu, khử trùng da và các mô sống khác; khử trùng các dụng cụ y tế và các vật liệu và thiết bị dễ vỡ; xử lý polymer sinh học; kĩ thuật mô; và chữa lành vết thương và các bệnh mà trước đây điều trị chưa có hiệu quả. Cuối những năm 1960, plasma lạnh được quan tâm nghiên cứu ứng dụng như một công cụ tạo ra các vật liệu có bề mặt đã xử lý có tính hòa hợp sinh học cao. Công nghệ plasma ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe hiện nay tương đối phát triển. Nhiều công nghệ triển vọng và nhiều loại bề mặt biến tính đã tạo nên các vật liệu rất mới trong y sinh, trong đó không ít loại đã được thương mại hóa, ví dụ chất liệu của răng cấy đã được biến tính phủ bề mặt để răng cấy hòa hợp với các chất dịch cơ thể như nước bọt và dịch của mô [29].
Một số ví dụ khác về các sản phẩm của công nghệ plasma trong lĩnh vực y sinh bao gồm các loại bề mặt được chức năng hóa nhằm nâng cao khả năng bám dính cho tế bào sống, các lớp phủ chống bám bẩn nhằm ức chế hoàn toàn sự bám của các phân tử sinh học, tế bào, vi khuẩn không mong muốn..., các lớp lót để cố định peptit, enzym, kháng sinh và các loại phân tử sinh học khác.
Việc điều trị trực tiếp plasma, có nghĩa là sử dụng chùm plasma trực tiếp lên mô sống. Plasma lạnh trong không khí ở áp suất khí quyển để xử lý với động vật sống và con người đòi hỏi chặt chẽ về biện pháp an toàn. Để giải quyết hiệu quả những vấn đề này cũng là một thách thức quan trọng đối với plasma y khoa [1].
Hình 1.17. Ứng dụng plasma lạnh trong điều trị vết thương ngoài da
Plasma nói chung có các hạt điện tích có năng lượng cao và các điện tử tự do [29]. Con người đã sử dụng những đặc điểm này vào trong công nghiệp. Kỹ thuật plasma lạnh ở áp suất thường và áp suất thấp mới được ứng dụng trong giai đoạn gần đây trong gia công, trong xử lý làm biến tính bề mặt vật liệu. Những ứng dụng quan trọng mang tính kinh tế cao như chế tạo vi mạch điện tử đã và đang là động lực để phát triển ngành công nghiệp chế tạo các thiết bị điện tử kỹ thuật số. Plasma lạnh được ứng dụng vào trong kỹ thuật chế tạo các bộ phận của ô tô.
Hình 1.18. Ứng dụng plasma trong chế tạo các bộ phận ô tô
Polyme có nhiều tính chất rất tốt nhưng polyme lại có đặc trưng là có năng lượng bề mặt thấp [1]. Đó là nguyên nhân vì sao chất lỏng lại tạo thành giọt trên bề mặt polyme
thay vì thấm ướt và cũng là nguyên nhân khiến các lớp mỏng phủ lên bề mặt polyme bám dính rất kém. Nhưng nếu bề mặt polyme dược hoạt hóa và chức năng hóa bằng cách đặt vào một môi trường plasma thích hợp, năng lượng bề mặt sẽ tăng lên và nhược điểm trên có thể giải quyết được [37]. Nguyên lý trên có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp để mở rộng phạm vi ứng dụng và nâng cao tính chất của các sản phẩm chất dẻo, ví dụ trong các lĩnh vực bao bì, chăm sóc sức khoẻ, dệt may... Trong lĩnh vực dệt may, sử dụng công nghệ plasma thay thế cho phương pháp xử lý hóa học ướt độc hại để xử lý vải dệt có thể giúp tạo thành bề mặt vải không thấm nước, thấm dầu, giữ cho vải sạch, đồng thời tránh đựợc vấn đề ô nhiễm môi trường [38]. Trong trường hợp sợi xenlulo, ví dụ như sợi cotton, hoặc màng polyetylen, xử lý bề mặt bằng plasma oxy có thể nâng cao một cách cơ bản độ thấm phủ, tạo điều kiện cho phân tử thuốc nhuộm hoặc mực in bám dính tốt hơn lên bề mặt.
Hình 1.19. Ảnh SEM của polypropylen ban đầu (a) và sau khi xử lý plasma 1 phút (b); 3 phút (c); 5 phút (d); 7 phút (e) [1].
Với tiềm năng đa dạng chưa được nghiên cứu hết, các nhà khoa học đặt rất nhiều hi vọng vào plasma lạnh trong việc ứng dụng vào đa lĩnh vực trong tương lai, phục vụ cuộc sống con người.