Isipin ang isang hindi mabibiling pagpipinta na nasalanta ng mapangwasak na apoy. Ang magagandang pintura, na maingat na inilapat sa maraming lilim, ay nawala sa ilalim ng mga layer ng itim na uling. Mukhang hindi na mababawi ang obra maestra.
Science magic
Ngunit huwag mawalan ng pag-asa. Ang larawan ay inilalagay sa isang silid ng vacuum, kung saan nilikha ang isang hindi nakikitang makapangyarihang sangkap na tinatawag na atomic oxygen. Sa paglipas ng ilang oras o araw, dahan-dahan ngunit tiyak na nawawala ang plaka at nagsisimulang lumitaw muli ang mga kulay. Tapos na may sariwang amerikana ng malinaw na lacquer, ang pagpipinta ay bumalik sa dati nitong kaluwalhatian.
Maaaring mukhang magic, ngunit ito ay agham. Ang pamamaraan, na binuo ng mga siyentipiko sa Glenn Research Center (GRC) ng NASA, ay gumagamit ng atomic oxygen upang mapanatili at maibalik kung hindi man ay hindi na mababawi ang nasirang sining. Substansya dinmagagawang ganap na isterilisado ang mga surgical implant na inilaan para sa katawan ng tao, na lubos na binabawasan ang panganib ng pamamaga. Para sa mga pasyenteng may diyabetis, maaari itong mapabuti ang isang aparato sa pagsubaybay sa glucose na mangangailangan lamang ng isang bahagi ng dugo na dati nang kailangan para sa pagsusuri upang masubaybayan ng mga pasyente ang kanilang kondisyon. Maaaring i-texture ng substance ang ibabaw ng polymers para sa mas mahusay na pagdirikit ng mga bone cell, na nagbubukas ng mga bagong posibilidad sa medisina.
At ang makapangyarihang substance na ito ay maaaring makuha nang direkta mula sa manipis na hangin.
Atomic at molecular oxygen
AngOxygen ay umiiral sa iba't ibang anyo. Ang gas na nilalanghap natin ay tinatawag na O2, ibig sabihin ay binubuo ito ng dalawang atom. Mayroon ding atomic oxygen, ang formula nito ay O (isang atom). Ang ikatlong anyo ng elementong kemikal na ito ay O3. Ito ay ozone, na, halimbawa, ay matatagpuan sa itaas na atmospera ng Earth.
Ang atomic oxygen sa mga natural na kondisyon sa ibabaw ng Earth ay hindi maaaring umiral nang mahabang panahon. Ito ay may napakataas na reaktibiti. Halimbawa, ang atomic oxygen sa tubig ay bumubuo ng hydrogen peroxide. Ngunit sa kalawakan, kung saan maraming ultraviolet radiation, ang O2 na mga molekula ay mas madaling masira upang bumuo ng atomic form. Ang atmospera sa mababang orbit ng Earth ay 96% atomic oxygen. Sa mga unang araw ng NASA space shuttle mission, nagdulot ito ng mga problema.
Ham for good
Ayon kay Bruce Banks, senior physicistSa Alphaport, isang kaakibat sa pagsasaliksik sa kapaligiran ng kalawakan ng Glenn Center, pagkatapos ng ilang unang paglipad ng shuttle, ang mga materyales ng pagtatayo nito ay parang natatakpan ng hamog na nagyelo (nasira ang mga ito nang husto at na-texture). Ang atomic oxygen ay tumutugon sa mga organikong materyal sa balat ng spacecraft, na unti-unting nasisira ang mga ito.
Sinimulan ng GIZ na imbestigahan ang mga sanhi ng pinsala. Bilang resulta, hindi lamang gumawa ang mga mananaliksik ng mga pamamaraan para protektahan ang spacecraft mula sa atomic oxygen, nakahanap din sila ng paraan para magamit ang potensyal na mapanirang kapangyarihan ng elementong kemikal na ito para mapabuti ang buhay sa Earth.
Pagguho sa kalawakan
Kapag ang isang spacecraft ay nasa mababang Earth orbit (kung saan inilunsad ang mga sasakyang may tao at kung saan nakabatay ang ISS), ang atomic oxygen na nabuo mula sa natitirang atmosphere ay maaaring mag-react sa ibabaw ng spacecraft, na magdulot ng pinsala sa mga ito. Sa panahon ng pagbuo ng sistema ng supply ng kuryente ng istasyon, may mga alalahanin na ang mga solar cell array na gawa sa polymer ay mabilis na masira dahil sa pagkilos ng aktibong oxidizer na ito.
Flexible na salamin
NASA ay nakahanap ng solusyon. Isang grupo ng mga siyentipiko mula sa Glenn Research Center ang nakabuo ng manipis na film coating para sa mga solar cell na immune sa pagkilos ng isang corrosive na elemento. Ang Silicon dioxide, o salamin, ay na-oxidized na, kaya hindi ito masisira ng atomic oxygen. Mga mananaliksiklumikha ng isang patong ng transparent na silikon na salamin, napakanipis na naging flexible. Ang proteksiyon na layer na ito ay mahigpit na nakadikit sa polymer ng panel at pinoprotektahan ito mula sa pagguho nang hindi nakompromiso ang alinman sa mga thermal properties nito. Sa ngayon, matagumpay na naprotektahan ng coating ang mga solar array ng International Space Station at ginamit din ito para protektahan ang mga solar cell ni Mir.
Ang mga solar panel ay matagumpay na nakaligtas ng higit sa isang dekada sa kalawakan, sabi ng Banks.
Taming the Power
Sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng daan-daang pagsubok na bahagi ng pagbuo ng atomic oxygen resistant coating, nagkaroon ng karanasan ang isang pangkat ng mga siyentipiko sa Glenn Research Center sa pag-unawa kung paano gumagana ang kemikal. Nakita ng mga eksperto ang iba pang posibilidad para sa paggamit ng agresibong elemento.
Ayon sa Banks, nalaman ng grupo ang pagbabago sa surface chemistry, ang pagguho ng mga organic na materyales. Ang mga katangian ng atomic oxygen ay kaya nitong mag-alis ng anumang organic, hydrocarbon, na hindi madaling tumutugon sa mga ordinaryong kemikal.
Natuklasan ng mga mananaliksik ang maraming paraan para magamit ito. Natutunan nila na ang atomic oxygen ay ginagawang salamin ang mga ibabaw ng silicones, na maaaring maging kapaki-pakinabang sa paggawa ng mga sangkap na hermetically sealed nang hindi dumidikit ang mga ito sa isa't isa. Ang prosesong ito ay binuo upang i-seal ang International Space Station. Bilang karagdagan, natuklasan ng mga siyentipiko na ang atomic oxygen ay maaaring mag-ayos at magpanatili ng mga nasirang selula.mga gawa ng sining, pagbutihin ang mga materyales ng mga istruktura ng sasakyang panghimpapawid, pati na rin ang mga tao na makikinabang, dahil magagamit ito sa iba't ibang biomedical na aplikasyon.
Mga camera at portable na device
May iba't ibang paraan kung saan maaaring makaapekto ang atomic oxygen sa isang surface. Ang mga vacuum chamber ay kadalasang ginagamit. May sukat ang mga ito mula sa kahon ng sapatos hanggang sa 1.2 x 1.8 x 0.9 m na pag-install. Gamit ang microwave o radio frequency radiation, ang O2 na mga molekula ay hinahati-hati sa estado ng atomic oxygen. Ang isang polymer sample ay inilalagay sa silid, ang antas ng pagguho ay nagpapahiwatig ng konsentrasyon ng aktibong sangkap sa loob ng pag-install.
Ang isa pang paraan ng paglalagay ng substance ay isang portable device na nagbibigay-daan sa iyong magdirekta ng makitid na stream ng oxidizer sa isang partikular na target. Posibleng gumawa ng baterya ng naturang mga stream na maaaring sumaklaw sa isang malaking bahagi ng ginagamot na ibabaw.
Habang mas maraming pananaliksik ang ginagawa, dumaraming bilang ng mga industriya ang nagpapakita ng interes sa paggamit ng atomic oxygen. Nagtatag ang NASA ng maraming partnership, joint venture, at subsidiary na naging matagumpay sa maraming komersyal na lugar sa karamihan ng mga kaso.
Atomic oxygen para sa katawan
Ang pag-aaral ng saklaw ng elementong kemikal na ito ay hindi limitado sa kalawakan. Ang atomic oxygen, na ang mga kapaki-pakinabang na katangian ay natukoy, ngunit higit pa sa mga ito ay nananatiling pag-aaralan, ay nakahanap ng maraming medikal.mga application.
Ito ay ginagamit upang i-texturize ang ibabaw ng mga polymer at gawin itong makapag-fuse sa buto. Karaniwang tinataboy ng mga polymer ang mga selula ng buto, ngunit ang aktibong elemento ng kemikal ay lumilikha ng isang texture na nagpapahusay sa pagdirikit. Ito ay humahantong sa isa pang benepisyong dulot ng atomic oxygen - ang paggamot sa mga sakit ng musculoskeletal system.
Ang oxidizing agent na ito ay maaari ding gamitin upang alisin ang biologically active contaminants mula sa surgical implants. Kahit na may mga modernong kasanayan sa isterilisasyon, maaaring mahirap alisin ang lahat ng mga residue ng bacterial cell, na tinatawag na endotoxin, mula sa ibabaw ng mga implant. Ang mga sangkap na ito ay organiko, ngunit hindi nabubuhay, kaya ang isterilisasyon ay hindi maalis ang mga ito. Ang mga endotoxin ay maaaring magdulot ng post-implant na pamamaga, na isa sa mga pangunahing sanhi ng pananakit at mga potensyal na komplikasyon sa mga pasyente ng implant.
Atomic oxygen, na ang mga kapaki-pakinabang na katangian ay nagbibigay-daan sa iyong linisin ang prosthesis at alisin ang lahat ng mga bakas ng mga organikong materyales, ay makabuluhang binabawasan ang panganib ng postoperative na pamamaga. Ito ay humahantong sa mas magandang resulta ng mga operasyon at mas kaunting sakit para sa mga pasyente.
Kaluwagan para sa mga diabetic
Ginagamit din ang teknolohiya sa mga glucose sensor at iba pang life science monitor. Gumagamit sila ng mga acrylic optical fiber na naka-texture ng atomic oxygen. Ang pagpoprosesong ito ay nagpapahintulot sa mga hibla na i-filter ang mga pulang selula ng dugo, na nagpapahintulot sa serum ng dugo na mas mabisang makipag-ugnayan sabahagi ng chemical sensing monitor.
Ayon kay Sharon Miller, isang electrical engineer sa Space Environment and Experiments Department sa Glenn Research Center ng NASA, ginagawa nitong mas tumpak ang pagsusuri, habang nangangailangan ng mas maliit na dami ng dugo upang masukat ang asukal sa dugo ng isang tao. Maaari kang magpa-iniksyon halos kahit saan sa iyong katawan at makakuha ng sapat na dugo para itakda ang iyong mga antas ng asukal sa dugo.
Ang isa pang paraan para makakuha ng atomic oxygen ay hydrogen peroxide. Ito ay isang mas malakas na ahente ng oxidizing kaysa sa isang molekular. Ito ay dahil sa kadalian ng pagkabulok ng peroxide. Ang atomic oxygen, na nabuo sa kasong ito, ay kumikilos nang mas masigla kaysa sa molekular na oxygen. Ito ang dahilan ng praktikal na paggamit ng hydrogen peroxide: ang pagkasira ng mga molekula ng mga tina at mikroorganismo.
Pagpapanumbalik
Kapag ang mga likhang sining ay nasa panganib ng hindi na maibabalik na pinsala, ang atomic oxygen ay maaaring gamitin upang alisin ang mga organikong contaminant, na iniiwan ang materyal sa pagpipinta na buo. Ang proseso ay nag-aalis ng lahat ng mga organikong materyales tulad ng carbon o soot, ngunit sa pangkalahatan ay hindi gumagana sa pintura. Ang mga pigment ay halos hindi organiko ang pinagmulan at na-oxidized na, na nangangahulugan na ang oxygen ay hindi makapinsala sa kanila. Ang mga organikong tina ay maaari ding i-save sa maingat na oras ng pagkakalantad. Ang canvas ay ganap na ligtas, dahil ang atomic oxygen ay nakakadikit lamang sa ibabaw ng painting.
Ang mga likhang sining ay inilalagay sa isang vacuum chamber, sana ginawa ng oxidant. Depende sa antas ng pinsala, ang pagpipinta ay maaaring manatili doon mula 20 hanggang 400 na oras. Ang isang stream ng atomic oxygen ay maaari ding gamitin para sa espesyal na paggamot ng isang nasirang lugar na nangangailangan ng pagpapanumbalik. Inalis nito ang pangangailangang maglagay ng likhang sining sa isang vacuum chamber.
Hindi problema ang soot at lipstick
Museum, gallery at simbahan ay nagsimulang makipag-ugnayan sa GIC upang mapanatili at maibalik ang kanilang mga gawa ng sining. Ang sentro ng pananaliksik ay nagpakita ng kakayahang ibalik ang isang nasirang pagpipinta ni Jackson Pollack, alisin ang kolorete mula sa isang Andy Warhol na pagpipinta, at panatilihin ang mga nasirang canvase ng usok sa St. Stanislaus Church sa Cleveland. Gumamit ang pangkat ng Glenn Research Center ng atomic oxygen upang maibalik ang isang piraso na inaakalang nawala, isang siglo-gulang na kopya ng Italyano ng Raphael's Madonna in the Chair, na pag-aari ng St. Alban's Episcopal Church sa Cleveland.
Ayon sa Banks, ang kemikal na elementong ito ay napakabisa. Sa artistikong pagpapanumbalik, ito ay gumagana nang perpekto. Totoo, hindi ito isang bagay na mabibili sa isang bote, ngunit ito ay mas epektibo.
Paggalugad sa hinaharap
NASA ay nagtrabaho sa isang reimbursable na batayan sa iba't ibang partido na interesado sa atomic oxygen. Ang Glenn Research Center ay nagsilbi sa mga indibidwal na ang napakahalagang mga gawa ng sining ay nasira sa mga sunog sa bahay, pati na rin ang mga korporasyong naghahanap ng mga gamit para sa substance.sa mga biomedical na aplikasyon tulad ng LightPointe Medical ng Eden Prairie, Minnesota. Natuklasan ng kumpanya ang maraming gamit para sa atomic oxygen at naghahanap ng higit pa.
Ayon sa Banks, maraming hindi pa natutuklasang lugar. Malaking bilang ng mga application ang natuklasan para sa teknolohiya sa kalawakan, ngunit malamang na marami pang nakakubli sa labas ng teknolohiya sa kalawakan.
Espasyo sa serbisyo ng tao
Ang grupo ng mga siyentipiko ay umaasa na patuloy na tuklasin ang mga paraan ng paggamit ng atomic oxygen, gayundin ang mga magagandang direksyon na natagpuan na. Maraming teknolohiya ang na-patent, at umaasa ang GIZ team na lilisensyahan at ikomersyal ng mga kumpanya ang ilan sa mga ito, na magdadala ng higit pang benepisyo sa sangkatauhan.
Sa ilang partikular na kundisyon, maaaring magdulot ng pinsala ang atomic oxygen. Salamat sa mga mananaliksik ng NASA, ang sangkap na ito ay gumagawa na ngayon ng isang positibong kontribusyon sa paggalugad sa kalawakan at buhay sa Earth. Maging ito man ay ang pag-iingat ng hindi mabibiling mga gawa ng sining o ang pagpapagaling ng mga tao, ang atomic oxygen ay ang pinakamalakas na kasangkapan. Ang pakikipagtulungan sa kanya ay ginagantimpalaan ng isandaang beses, at ang mga resulta nito ay makikita kaagad.
