等离子体是除了固态、液态、气态之外的第四种物质状态。它由原子、分子、电子、离子和自由基等多种粒子组成，整体保持电中性。我们常见的极光、闪电，还有天上的星星发光，其实都是等离子体现象。简单来说，等离子体就是被电离的气体，里面的电子和离子都带着能量。当它们碰到材料表面时，会把能量传给表面的原子分子，引起各种物理化学变化，从而改变材料的表面特性，比如亲水性、粘接性和表面能等。

等离子体处理材料表面的原理可以用三步来解释：

1. 空气中的自由电子在高压电场中被加速，获得很高能量。这些高速运动的电子撞到其他分子时，会把部分能量传给它们，让这些分子变得活跃。

2. 这些被激活的分子不稳定，可能会分解成自由基，或者变成离子，有的会保持亚稳态。

3. 这些自由基或离子在材料表面反应时，可以形成紧密的交联层；也可能和其他气体反应，在表面形成特殊涂层；还能直接和表面发生反应，产生改性层。

等离子体处理材料表面主要有四种作用：

第一种是表面清洗。这叫干法清洗，是用射频电源把氧气、氩气等气体激发成离子态，让它们和材料表面的脏东西反应，变成气体跑掉，达到清洁效果。

第二种是表面刻蚀。这有两种方式：一种是等离子体里的电子、离子直接撞击材料表面（主要是惰性气体）；另一种是等离子体里的活性成分和材料发生化学反应（反应性气体）。

第三种是交联反应。材料表面的自由基会相互反应，形成紧密的交联层。这样能增强表面强度，提高耐磨性、粘接性和耐化学性。

第四种是形成新的化学结构。如果用氮气、氧气、乙烯等活性气体放电，会在材料表面引发复杂化学反应，产生全新的表面特性。选对放电气体是改性的关键。

低温等离子体技术处理高分子材料时，通常使用氩气、氧气、氮气或空气等气体，在低压下产生辉光放电。这个过程会产生大量活性粒子，能清除表面弱层、进行刻蚀、引发交联，还能引入特定官能团。这些作用常常同时发生，互相影响，最终改变材料的力学性能和表面特性，比如让表面变得更亲水。