Atomart oxygen: nyttige egenskaber. Hvad er atomar ilt?

Forestil dig en uvurderlig maleri, der blev skæmmet af en ødelæggende brand. Smukke farver møjsommeligt anvendes i en række forskellige farver, er forsvundet under lag af sort sod. Det ser ud til, uigenkaldeligt tabt mesterværk.

videnskabelig magi

Men fortvivl ikke. Maling placeres i et vakuumkammer i hvilken substans skaber en kraftfuld usynlig, kaldet atomart oxygen. Inden for få timer eller dage, langsomt men sikkert raid blade og farverne begynder at blive vist igen. Dækket med en frisk lag af transparent lak, maleriet tilbage til sin tidligere storhed.

Det kan synes, at det er magi, men det er en videnskab. Fremgangsmåden, udviklet af forskere ved forskningscentret Glennovskom (GIZ) NASA anvender atomart oxygen for bevarelse og restaurering af kunstværker, som ellers ville blive uopretteligt beskadiget. Stoffet er også i stand til fuldstændigt at sterilisere kirurgiske implantater beregnet til det menneskelige legeme, hvilket reducerer risikoen for inflammation. For patienter med diabetes, kan det forbedre Glucosemåleindretningen, hvor kun en del af blodet der kræves til test tidligere krævede, at patienten kan styre deres tilstand. Stoffet kan være tekstureret polymer overflade for bedre vedhæftning af knogleceller, som åbner op for nye muligheder i medicin.

Og det er en kraftfuld stof kan hentes direkte fra luften.

Atomare og molekylært oxygen

Oxygen findes i flere forskellige former. Den gas, vi indånder kaldes _O2, altså at det består af to atomer. Der er atomart oxygen, formlen heraf - O (atom). Den tredje form for den kemiske element - O _3. Denne ozon, som for eksempel findes i jordens øvre atmosfære.

Atomic ilt i naturlige forhold på jordens overflade i lang tid, kan ikke eksistere. Det har en ekstremt høj reaktivitet. For eksempel atomart oxygen i vand danner hydrogenperoxid. Men i rummet, hvor der er en stor mængde af ultraviolet stråling, er O _2-molekyle lettere brudt op for at danne atomare formular. Atmosfæren i lav Earth orbit ved 96% består af atomart oxygen. Ved indgangen til den rumfærge mission af NASA sin tilstedeværelse giver problemer.

Skade på god

Ifølge Bruce Banks, en ledende fysik "Alfaporta" beskæftiger sig med forskning af rummet miljø på gren Glennovskogo centrum, efter de første par flyvninger på rumfærgen materialer sin konstruktion så ud som om de var dækket med frost (de blev udsat for alvorlig erosion og teksturering). Atomic ilt reagerer med organiske materialer beklædning rumfartøj gradvist beskadige dem.

GIZ at undersøge årsagerne til skaden. Som et resultat, har forskerne ikke kun etablerede metoder til at beskytte rumfartøj fra atomare ilt, de også fundet en måde at udnytte potentialet destruktive kraft af denne grundstof til at forbedre livet på Jorden.

Erosion i rummet

Når rumfartøj er i lav bane om jorden (som vises og hvor bemandede baseret ISS), atomart oxygen dannet ud fra den resterende atmosfære, kan reagere med overfladen af rumfartøjer, hvorved de bliver beskadiget. I udviklingen station, har kraftsystemer været bekymring for, at sol batteri, der er fremstillet af polymerer undergår hurtig nedbrydning på grund af virkningen af en aktiv iltningsmiddel.

fleksibel glas

NASA har fundet en løsning. Et team af forskere fra Glennovskogo Forskningscenter har udviklet en tyndtfilmsovertræk til solpaneler, der var uigennemtrængeligt for virkningen af aggressive element. Silica eller glas, der allerede oxideret, så det kan ikke blive beskadiget af atomart oxygen. Forskere har skabt en belægning af transparent kvartsglas, er så tynd, at det var fleksibel. Dette beskyttende lag er fast klæbet til harpiksen panelet og beskytte det mod erosion, uden at forringe nogen af sine termiske egenskaber. Dækningen er stadig held beskytter solpaneler på den internationale rumstation, og er også blevet brugt til at beskytte det fotovoltaiske station "Mir".

Ifølge Banker, solpaneler bestået mere end ti års ophold i rummet.

Udnyttelse magt

Efter at have tilbragt hundredvis af tests, som var en del af udviklingen af belægninger er resistente over for atomare ilt, en gruppe af forskere fra Forskningscenter Glennovskogo fået erfaring i at forstå, hvordan den kemiske. Eksperter så muligheden for at anvende andre aggressive elementer.

Ifølge Banks, gruppen blev bekendt med ændringen i overfladekemien af erosion af organiske materialer. Egenskaber af atomart oxygen er således, at den er i stand til at fjerne enhver organiske, carbonhydrid, som ikke blot reagere på kendte kemikalier.

Forskere har fundet mange måder at bruge det. De lærte at det atomare oxygen fik silicone overflade i glasset, hvilket kan være nyttigt, hvis du opretter komponenter med en hermetisk forsegling uden dem at klæbe til hinanden. Denne proces er designet til tætning den internationale rumstation. Desuden fandt forskerne, at det atomare ilt kan gendanne og vedligeholde de beskadigede kunstværker, for at forbedre konstruktionsmaterialer af fly, samt at gavne mennesker, som det kan bruges i en lang række biomedicinske anvendelser.

Kameraer og bærbare enhed

Der er forskellige måder at indflydelsen af atomare ilt på overfladen. De mest almindeligt anvendte vakuumkamre. Deres størrelse varierer fra skotøjsæsker før installation 1,2 x 1,8 x 0,9 m. Ved anvendelse af mikrobølge- eller radiofrekvensstråling ₂ O molekyler er brudt op tilstand af atomart oxygen. Kammeret blev anbragt en prøve af polymeren erosionshastighed som angiver koncentrationen af det aktive stof inde i enheden.

En anden fremgangsmåde til påføring af et stof er en bærbar enhed, der tillader at lede en smal strøm af oxidant til et specifikt mål. Kan skabe en sådan flow batteri stand til at dække et stort område af den behandlede overflade.

Som yderligere forskning et stigende antal industrier er interesseret i brugen af atomare ilt. NASA har organiseret en række partnerskaber, joint ventures og datterselskaber, som i de fleste tilfælde er blevet en succes i forskellige forretningsområder.

Atomart oxygen til legemet

Forskningsanvendelser af grundstoffet er ikke begrænset til det ydre rum. Atomic ilt, er nyttige egenskaber identificeret, men de er mere på at blive udforsket, fundet mange medicinske anvendelser.

Det bruges til teksturering overfladen af polymerer og gør dem i stand til at vokse sammen med knoglen. Polymererne er sædvanligvis frastøde knogleceller men kemisk aktivt element genererer tekstur-styrke adhæsion. Dette fører til en anden fordel, som bringer det atomare oxygen - behandling af sygdomme i bevægeapparatet.

Dette oxidationsmiddel kan også anvendes til at fjerne urenheder fra de biologisk aktive kirurgiske implantater. Selv med den nuværende praksis at sterilisere overfladen af implantater kan være vanskeligt at fjerne alle spor af bakterieceller, kaldet endotoksiner. Disse organiske stoffer, men ikke i live, så sterilisation er ikke i stand til at fjerne dem. Endotoksiner kan forårsage betændelse af post-implantation, hvilket er en væsentlig årsag til smerte og potentielle komplikationer hos patienter med etableret implantat.

Atomart oxygen, nyttige egenskaber, som gør det muligt at rense protesen og fjerne alle spor af organiske materialer, hvilket reducerer risikoen for postoperativ inflammation. Dette fører til en forbedring af resultat og reduktion af smerte i patienter.

Lindring for diabetikere

Teknologien bruges også i sensorerne i glucose og andre medicinske og biologiske monitorer. De gælder akryl lysledere, tekstureret atomart oxygen. Denne behandling gør det muligt for fibrene at bortfiltrere de røde blodlegemer, så serummet mere effektiv kontakt med komponenten kemisk føling monitor.

Ifølge Miller, Sharon, en elektroingeniør ved Institut for rummet miljø og eksperimenter Glennovskogo NASA forskningscenter, det gør testen mere præcis, og på samme tid til at måle blodsukker test kræves en meget mindre mængde blod. Du kan få et skud næsten overalt på kroppen og for at opnå en tilstrækkelig mængde blod til at bestemme niveauet af sukker.

En anden måde at opnå atomart oxygen - hydrogenperoxid. Det er en meget mere kraftfuld iltningsmiddel end molekylær. Dette skyldes den lethed, hvormed dekomponerer peroxid. Atomart oxygen dannet ved denne, fungerer meget mere energisk molekylær. Dette forårsages og praktisk anvendelse af hydrogenperoxidet: ødelæggelsen af molekyler af farvestoffer og mikroorganismer.

restaurering

Når et kunstværk i risiko for uoprettelig skade at fjerne organiske kontaminanter kan anvendes atomart oxygen, der forlader materialet intakt mønster. Processen fjerner alt organisk materiale, såsom carbon eller sod, men sædvanligvis ikke har nogen virkning på malingen. Pigmenter har generelt uorganisk oprindelse og allerede oxideret, og det betyder, at de ikke vil beskadige oxygen. Organiske farvestoffer kan også opbevares i en omhyggelig optælling eksponeringstid. Klædet er helt sikkert, fordi atomart oxygen er i berøring med overfladen af maleriet.

kunstværker anbringes i et vakuumkammer, hvori oxidanten er dannet. Afhængig af graden af skade på billedet kan forblive der i 20 til 400 timer. Særbehandling af det beskadigede område behov for genopretning, kan den også anvendes en strøm af atomart oxygen. Dette eliminerer behovet for at placere illustrationen i et vakuumkammer.

Sod og læbestift - intet problem

Museer, gallerier og kirker begyndte at kontakte GIZ, at gemme og genoprette deres kunstværker. Forskningscenter har demonstreret evnen til at genoprette den beskadigede maleri af Jackson Pollock, fjerne læbestift med malerier ENDI Uorhola og gem beskadiget af røg lærred kirke St. Stanislaus i Cleveland. Team Glennovskogo Forskningscenter brugte det atomare ilt for at genoprette fragmentet anses tabt - århundreder gamle italienske kopi af Raphaels "Madonna af stolen", der tilhører St. Albans Episcopal Church i Cleveland ..

Ifølge Banker, dette grundstof er meget effektiv. I kunsten restaurering det virker fint. Men det er ikke noget, man kan købe i en flaske, men det er meget mere effektiv.

fremtidige studier

NASA på en tilskudsberettiget grundlag for at arbejde med en bred vifte af interessenter i det atomare ilt. Glennovsky Forskningscenter tjener enkeltpersoner, hvis uvurderlige kunstværker er blevet påvirket af hjem brande, samt selskaber, søgte muligheden for at anvende dette materiale i biomedicinske applikationer såsom LightPointe Medicinsk i Eden Prairie, Minnesota. Virksomheden har fundet mange anvendelser af atomare ilt og kommer til at finde endnu mere.

Ifølge Banker, der var mange uudforskede områder. Det blev opdaget et stort antal ansøgninger om rumteknologi, men sandsynligvis mange flere lurer uden for rumteknologi.

Plads i menneskets tjeneste

Et team af forskere håber at fortsætte med at undersøge mulighederne for at bruge det atomare ilt, samt dem, der allerede findes lovende. Mange teknologier er blevet patenteret, og GIZ Holdet håber, at selskabet vil licensere og kommercialisere nogle af dem, der vil bringe endnu flere fordele for menneskeheden.

Under visse betingelser kan det atomare oxygen forårsage skader. Takket være NASA forskere, er dette stof nu gør et positivt bidrag til udforskningen af rummet , og livet på Jorden. Uanset om det er bevarelsen af uvurderlige kunstværker eller af menneskers sundhed, atomare ilt er et kraftfuldt værktøj. Arbejde med ham er belønnet hundredfold, og resultaterne er umiddelbart synlige.