Yıkıcı bir yangınla harap olmuş paha biçilmez bir tablo hayal edin. Birçok tonda özenle uygulanan güzel boyalar, siyah kurum katmanlarının altında kayboldu. Görünüşe göre başyapıt geri dönüşü olmayan bir şekilde kaybolmuş.
Bilim büyüsü
Ama umutsuzluğa kapılma. Resim, içinde atomik oksijen adı verilen görünmez güçlü bir maddenin yaratıldığı bir vakum odasına yerleştirilir. Birkaç saat veya gün içinde plak yavaş ama emin adımlarla kaybolur ve renkler yeniden ortaya çıkmaya başlar. Yeni bir şeffaf vernik kat ile tamamlanan tablo, eski ihtişamına geri dönüyor.
Sihir gibi görünebilir ama bu bilimdir. NASA'nın Glenn Araştırma Merkezi'ndeki (GRC) bilim adamları tarafından geliştirilen yöntem, aksi takdirde onarılamaz şekilde hasar görmüş sanatı korumak ve restore etmek için atomik oksijen kullanır. Madde ayrıcainsan vücuduna yönelik cerrahi implantları tamamen sterilize ederek iltihaplanma riskini büyük ölçüde az altır. Diyabetik hastalar için, hastaların durumlarını izleyebilmeleri için daha önce test için gerekli olan kanın yalnızca bir kısmını gerektiren bir glikoz izleme cihazını geliştirebilir. Bu madde, kemik hücrelerinin daha iyi yapışması için polimerlerin yüzeyini dokulayabiliyor ve bu da tıpta yeni olanaklar sunuyor.
Ve bu güçlü madde anında elde edilebilir.
Atomik ve moleküler oksijen
Oksijen birkaç farklı biçimde bulunur. Soluduğumuz gaza O2 denir, yani iki atomdan oluşur. Formülü O (bir atom) olan atomik oksijen de vardır. Bu kimyasal elementin üçüncü formu O3'dir. Bu, örneğin Dünya'nın üst atmosferinde bulunan ozondur.
Atomik oksijen, doğal koşullarda Dünya yüzeyinde uzun süre var olamaz. Son derece yüksek bir reaktiviteye sahiptir. Örneğin, sudaki atomik oksijen hidrojen peroksit oluşturur. Ancak ultraviyole radyasyonun çok olduğu uzayda, O2 molekülleri atomik bir form oluşturmak için daha kolay parçalanır. Alçak Dünya yörüngesindeki atmosfer %96 atomik oksijendir. NASA uzay mekiği misyonlarının ilk günlerinde sorunlara neden oldu.
İyi için zarar
Bruce Banks'e göre kıdemli fizikçiGlenn Center'a bağlı bir uzay ortamı araştırma kuruluşu olan Alphaport'ta, mekiğin ilk birkaç uçuşundan sonra, yapım malzemeleri buzla kaplanmış gibi görünüyordu (ağır şekilde aşınmış ve dokuluydu). Atomik oksijen, organik uzay aracı cilt malzemeleriyle reaksiyona girerek yavaş yavaş onlara zarar verir.
GIZ, hasarın nedenlerini araştırmaya başladı. Sonuç olarak, araştırmacılar sadece uzay aracını atomik oksijenden korumak için yöntemler oluşturmakla kalmadılar, aynı zamanda bu kimyasal elementin potansiyel yıkıcı gücünü Dünya'daki yaşamı iyileştirmek için kullanmanın bir yolunu buldular.
Uzayda erozyon
Bir uzay aracı düşük Dünya yörüngesindeyken (insanlı araçların fırlatıldığı ve ISS'nin bulunduğu yer), kalıntı atmosferden oluşan atomik oksijen uzay aracının yüzeyiyle reaksiyona girerek onlara zarar verebilir. İstasyonun güç kaynağı sisteminin geliştirilmesi sırasında, polimerlerden yapılmış güneş pili dizilerinin bu aktif oksitleyicinin etkisi nedeniyle hızla bozulacağı endişeleri vardı.
Esnek cam
NASA bir çözüm buldu. Glenn Araştırma Merkezi'nden bir grup bilim insanı, güneş pilleri için aşındırıcı bir elementin etkisine karşı bağışık olan ince bir film kaplama geliştirdi. Silikon dioksit veya cam zaten oksitlenmiştir, bu nedenle atomik oksijenden zarar görmez. araştırmacılarşeffaf silikon camdan bir kaplama yarattı, o kadar ince ki esnek hale geldi. Bu koruyucu tabaka, panelin polimerine güçlü bir şekilde yapışır ve termal özelliklerinden herhangi bir ödün vermeden onu erozyona karşı korur. Kaplama şimdiye kadar Uluslararası Uzay İstasyonu'nun güneş panellerini başarıyla korudu ve ayrıca Mir'in güneş pillerini korumak için de kullanıldı.
Banks, Güneş panellerinin uzayda on yıldan uzun bir süredir başarılı bir şekilde hayatta kaldığını söyledi.
Gücü Evcilleştirmek
Atomik oksijene dayanıklı kaplamanın geliştirilmesinin bir parçası olan yüzlerce testi gerçekleştiren Glenn Araştırma Merkezi'ndeki bir bilim insanı ekibi, kimyasalın nasıl çalıştığını anlama konusunda deneyim kazandı. Uzmanlar, agresif öğeyi kullanmak için başka olasılıklar gördüler.
Banks'e göre grup, yüzey kimyasındaki değişimin, organik malzemelerin erozyonu olduğunun farkına vardı. Atomik oksijenin özellikleri, sıradan kimyasallarla kolayca reaksiyona girmeyen herhangi bir organik hidrokarbonu çıkarabilecek şekildedir.
Araştırmacılar onu kullanmanın birçok yolunu keşfettiler. Atomik oksijenin silikonların yüzeylerini cama dönüştürdüğünü öğrendiler, bu da bileşenlerin birbirine yapışmadan hava geçirmez şekilde sızdırmaz hale getirilmesinde faydalı olabilir. Bu süreç, Uluslararası Uzay İstasyonunu mühürlemek için geliştirildi. Ek olarak, bilim adamları atomik oksijenin hasarlı hücreleri onarabileceğini ve bakımını yapabildiğini keşfettiler.sanat eserleri, uçak yapılarının malzemelerini iyileştirmenin yanı sıra çeşitli biyomedikal uygulamalarda kullanılabileceği için insanlara fayda sağlar.
Kameralar ve taşınabilir cihazlar
Atomik oksijenin bir yüzeyi etkileyebileceği çeşitli yollar vardır. Vakum odaları en yaygın olarak kullanılır. Boyutları bir ayakkabı kutusundan 1,2 x 1,8 x 0,9 m'lik bir kuruluma kadar değişir. Mikrodalga veya radyo frekansı radyasyonu kullanılarak O2 molekülleri atomik oksijen durumuna parçalanır. Erozyon seviyesi tesisat içindeki aktif maddenin konsantrasyonunu gösteren hazneye bir polimer numunesi yerleştirilir.
Bir maddeyi uygulamanın başka bir yolu, dar bir oksitleyici akışını belirli bir hedefe yönlendirmenize izin veren taşınabilir bir cihazdır. İşlenen yüzeyin geniş bir alanını kaplayabilen bu tür akışlardan bir pil oluşturmak mümkündür.
Daha fazla araştırma yapıldıkça, artan sayıda endüstri atomik oksijen kullanımına ilgi gösteriyor. NASA, çoğu durumda birçok ticari alanda başarılı olan birçok ortaklık, ortak girişim ve yan kuruluş kurmuştur.
Vücut için atomik oksijen
Bu kimyasal elementin kapsamının incelenmesi uzayla sınırlı değildir. Yararlı özellikleri tanımlanmış, ancak daha da fazlası üzerinde çalışılması gereken atomik oksijen, birçok tıbbi malzeme bulmuştur.uygulamalar.
Polimerlerin yüzeyini tekstüre etmek ve kemikle kaynaşabilmelerini sağlamak için kullanılır. Polimerler genellikle kemik hücrelerini iter, ancak kimyasal olarak aktif element, yapışmayı artıran bir doku oluşturur. Bu, atomik oksijenin getirdiği başka bir faydaya yol açar - kas-iskelet sistemi hastalıklarının tedavisi.
Bu oksitleyici ajan, cerrahi implantlardan biyolojik olarak aktif kirleticileri çıkarmak için de kullanılabilir. Modern sterilizasyon uygulamalarında bile, endotoksin adı verilen tüm bakteri hücre kalıntılarını implant yüzeyinden çıkarmak zor olabilir. Bu maddeler organiktir, ancak canlı değildir, bu nedenle sterilizasyon bunları ortadan kaldıramaz. Endotoksinler, implant hastalarında ağrının ve olası komplikasyonların ana nedenlerinden biri olan implant sonrası iltihaplanmaya neden olabilir.
Faydalı özellikleri protezi temizlemenizi ve tüm organik madde izlerini gidermenizi sağlayan atomik oksijen, ameliyat sonrası iltihaplanma riskini önemli ölçüde az altır. Bu, operasyonların daha iyi sonuçlanmasına ve hastalar için daha az ağrıya yol açar.
Şeker hastalarına şifa
Teknoloji ayrıca glikoz sensörlerinde ve diğer yaşam bilimi monitörlerinde de kullanılır. Atomik oksijenle dokulu akrilik optik fiberler kullanırlar. Bu işlem, liflerin kırmızı kan hücrelerini filtrelemesine izin vererek kan serumunun kanla daha etkili bir şekilde temas etmesini sağlar.kimyasal algılama monitörünün bileşeni.
NASA'nın Glenn Araştırma Merkezi'ndeki Uzay Çevresi ve Deneyler Departmanında elektrik mühendisi olan Sharon Miller'a göre, bu, bir kişinin kan şekerini ölçmek için çok daha küçük bir kan hacmi gerektirirken testi daha doğru hale getiriyor. Vücudunuzun hemen hemen her yerine bir enjeksiyon yaptırabilir ve kan şekeri seviyenizi ayarlamaya yetecek kadar kan alabilirsiniz.
Atomik oksijen elde etmenin başka bir yolu da hidrojen peroksittir. Moleküler olandan çok daha güçlü bir oksitleyici ajandır. Bu, peroksitin ayrışmasının kolaylığından kaynaklanmaktadır. Bu durumda oluşan atomik oksijen, moleküler oksijenden çok daha enerjik davranır. Hidrojen peroksitin pratik kullanımının nedeni budur: boyaların ve mikroorganizmaların moleküllerinin yok edilmesi.
Restorasyon
Sanat eserleri geri dönüşü olmayan hasar tehlikesiyle karşı karşıya olduğunda, organik kirleticileri gidermek için atomik oksijen kullanılabilir ve boyama malzemesi bozulmadan kalır. İşlem, karbon veya kurum gibi tüm organik maddeleri temizler, ancak genellikle boya üzerinde çalışmaz. Pigmentler çoğunlukla inorganik kökenlidir ve zaten oksitlenmiştir, bu da oksijenin onlara zarar vermeyeceği anlamına gelir. Organik boyalar, dikkatli maruz kalma zamanlaması ile de kaydedilebilir. Atomik oksijen sadece tablonun yüzeyiyle temas ettiğinden tuval tamamen güvenlidir.
Sanat eserleri bir vakum odasına yerleştirilir.hangi oksidan üretilir. Hasar derecesine bağlı olarak, resim 20 ila 400 saat arasında orada kalabilir. Bir atomik oksijen akımı, restorasyona ihtiyaç duyan hasarlı bir alanın özel tedavisi için de kullanılabilir. Bu, sanat eserini bir vakum odasına yerleştirme ihtiyacını ortadan kaldırır.
Kur ve ruj sorun değil
Müzeler, galeriler ve kiliseler sanat eserlerini korumak ve restore etmek için GIC ile iletişime geçmeye başladı. Araştırma merkezi, Cleveland'daki St. Stanislaus Kilisesi'nde Jackson Pollack'in hasar görmüş bir tablosunu restore etme, Andy Warhol tablosundan ruju çıkarma ve dumandan zarar görmüş tuvalleri koruma becerisini gösterdi. Glenn Araştırma Merkezi ekibi, Raphael'in Cleveland'daki St. Alban Piskoposluk Kilisesi'ne ait olan, Raphael'in Sandalyedeki Madonna'sının asırlık bir İtalyan kopyası olan kaybolduğu düşünülen bir parçayı restore etmek için atomik oksijen kullandı.
Banks'a göre bu kimyasal element çok etkilidir. Sanatsal restorasyonda mükemmel çalışıyor. Doğru, bu bir şişede satın alınabilecek bir şey değil ama çok daha etkili.
Geleceği keşfetmek
NASA, atomik oksijenle ilgilenen çeşitli taraflarla geri ödenebilir bir temelde çalıştı. Glenn Araştırma Merkezi, paha biçilmez sanat eserleri ev yangınlarında zarar görmüş kişilere ve aynı zamanda madde için kullanım arayan şirketlere hizmet etti. LightPointe Medical, Eden Prairie, Minnesota gibi biyomedikal uygulamalarda. Şirket, atomik oksijen için birçok kullanım alanı keşfetti ve daha fazlasını bulmak istiyor.
Bankalara göre keşfedilmemiş birçok alan var. Uzay teknolojisi için önemli sayıda uygulama keşfedildi, ancak muhtemelen uzay teknolojisinin dışında gizlenen daha fazla uygulama var.
Mekan insanın hizmetinde
Bilim adamları grubu, atomik oksijeni kullanmanın yollarını keşfetmeye devam etmeyi ve halihazırda bulunan umut verici yönergeleri umuyor. Birçok teknolojinin patenti alındı ve GIZ ekibi, şirketlerin bazılarını lisanslayıp ticarileştirmesini ve bunun insanlığa daha da fazla fayda sağlayacağını umuyor.
Belirli koşullar altında, atomik oksijen hasara neden olabilir. NASA araştırmacıları sayesinde bu madde artık uzay araştırmalarına ve Dünya'daki yaşama olumlu katkı sağlıyor. İster paha biçilmez sanat eserlerinin korunması, isterse insanların iyileştirilmesi olsun, atomik oksijen en güçlü araçtır. Onunla çalışmak yüz kat ödüllendirilir ve sonuçları hemen görünür hale gelir.
