Atomært oksygen: nyttige egenskaper. Hva er atomært oksygen?

Tenk deg en uvurderlig maleri som ble skjemmet av en ødeleggende brann. Vakre farger omhyggelig påført i en rekke farger, har forsvunnet under lag av svart sot. Det ville virke, ugjenkallelig tapt mesterverk.

vitenskapelig magi

Men fortvil ikke. Maling blir plassert i et vakuumkammer i hvilket substansen danner et kraftig usynlig, kalt atomært oksygen. Innen et par timer eller dager, sakte men sikkert raid blader og fargene begynner å dukke opp igjen. Dekket med et friskt lag med gjennomsiktig lakk, tilbake maleriet til sin fordums prakt.

Det kan virke som det er magi, men det er en vitenskap. Denne fremgangsmåte som er utviklet av forskere ved Research Center Glennovskom (GIZ) NASA benytter atomært oksygen for bevaring og restaurering av kunstverk, som ellers ville ødelegges. Stoffet er også i stand til å fullstendig sterilisere kirurgiske implantater som er laget for det menneskelige legeme, som i betydelig grad reduserer risikoen for betennelse. For pasienter med diabetes, kan det forbedre glukosemåling innretning, hvor kun en del av blodet som kreves for testing som tidligere var nødvendig for at pasienter kan kontrollere sin tilstand. Stoffet kan være teksturert polymeroverflaten for bedre adhesjon av benceller, som åpner opp nye muligheter i medisin.

Og det er en kraftig stoff kan fås direkte fra luften.

Atomært og molekylært oksygen

Oksygen finnes i flere forskjellige former. Gassen som vi kalte puster O _2, det vil si, den består av to atomer. Det er atomisk oksygen, formelen av hvilken - O (atom). Den tredje formen av det kjemiske element - O _3. Dette ozon, som for eksempel finnes i jordens øvre atmosfære.

Atomært oksygen i naturgitte forhold på jordoverflaten i lang tid kan ikke eksistere. Den har en ekstremt høy reaktivitet. For eksempel, atomisk oksygen i vann danner hydrogenperoksyd. Men på plass, hvor det er en stor del av den ultrafiolette stråling, blir den _{O-2-molekylet} lettere brytes opp for dannelse av atomære form. Atmosfæren i lav jordbane mellom 96% og består av atomært oksygen. På begynnelsen av romfergen oppdrag av NASA sin tilstedeværelse fører til problemer.

Skade på god

Ifølge Bruce Banks, en senior fysikk "Alfaporta" engasjert i forskning av rom-miljøet ved avdelingen Glennovskogo sentrum, etter at de første flyreiser med romfergen materialer av konstruksjonen så ut som om de var dekket med frost (de ble utsatt for alvorlig erosjon og teksturering). Atomært oksygen reagerer med organiske materialer kledning romfartøy gradvis å skade dem.

GIZ å undersøke årsakene til skaden. Som et resultat, har forskere ikke bare etablert metoder for å beskytte romfartøy fra atomært oksygen, har de også funnet en måte å bruke den potensielle destruktive kraft av denne kjemiske element for å forbedre livet på jorden.

Erosjon i verdensrommet

Når sonden er i lav bane rundt jorden (som er vist og hvor bemannede kjøretøyer og basert ISS), atomært oksygen dannet fra den gjenværende atmosfære, kan reagere med overflaten av sonden, slik at de blir skadet. I utviklingen stasjonen, har kraftsystemer vært bekymring for at solcelleelementer laget av polymerer som undergår hurtig nedbrytning på grunn av virkningen av et aktivt oksydasjonsmiddel.

fleksibel glass

NASA har funnet en løsning. En gruppe forskere fra Glennovskogo Research Center har utviklet et tynnfilmbelegg for solcellepaneler som var motstandsdyktige mot innvirkning av aggressive element. Silisiumdioksyd eller glass, allerede er oksydert, slik at det ikke kan skades av atomært oksygen. Forskere har skapt et belegg av gjennomsiktig kvartsglass, er så tynn at det var fleksible. Dette beskyttende laget er fast festet til harpiksen panel og beskytte den mot erosjon, uten å påvirke noen av sine termiske egenskaper. Dekning er fortsatt vellykket beskytter solcellepaneler på den internasjonale romstasjonen, og har også blitt brukt til å beskytte den fotovoltaiske stasjonen "Mir".

Ifølge Banks, solcellepaneler bestått mer enn ti års opphold i verdensrommet.

Utnytte kraften av

Etter å ha brukt hundrevis av tester som var en del av utviklingen av belegg motstandsdyktig mot atomært oksygen, en gruppe forskere fra Research Center Glennovskogo fått erfaring i å forstå hvordan den kjemiske. Eksperter så muligheten for å bruke andre aggressive elementer.

Ifølge Banks, ble gruppen klar over endringen i overflatekjemi av erosjon av organisk materiale. Egenskaper av atomært oksygen er slik at den er i stand til å fjerne eventuelle organiske materialer, hydrokarboner, som ikke bare reagerer på konvensjonelle kjemikalier.

Forskere har funnet mange måter å bruke det. De har lært at atomært oksygen svinger silisiumoverflaten i glasset, noe som kan være nyttig hvis man lage komponenter med en hermetisk tetning uten at de fester seg til hverandre. Denne prosessen er utformet for å tette den internasjonale romstasjonen. I tillegg fant forskerne at atom oksygen kan gjenopprette og opprettholde den skadede kunstverk, for å forbedre konstruksjonsmaterialer av fly, samt å hjelpe andre mennesker som det kan brukes i en rekke biomedisinske applikasjoner.

Kameraer og bærbare enheten

Det finnes ulike måter å innvirkning av atomisk oksygen på overflaten. De mest vanlig anvendte vakuumkamre. Deres størrelse varierer fra skoen bokser før installasjon 1,2 x 1,8 x 0,9 m. Ved å bruke mikrobølge- eller radiofrekvensstråling ₂ O molekyler brytes opp tilstanden til atomært oksygen. Kammeret ble plassert en prøve av polymeren erosjonshastigheten som angir konsentrasjonen av den aktive substansen inne i enheten.

En annen metode for påføring av et stoff som er en bærbar enhet som gjør det mulig å rette en smal strøm av oksidasjonsmidlet til et bestemt mål. Kan skape en slik strømning batteri stand til å dekke et stort område av den behandlede overflate.

Som videre forskning stadig flere bransjer er interessert i bruk av atomært oksygen. NASA har organisert en rekke partnerskap, joint ventures og datterselskaper, som i de fleste tilfeller har blitt vellykket i ulike forretningsområder.

Atomært oksygen til kroppen

Forsknings anvendelser av det kjemiske element er ikke begrenset til det ytre rom. Atomært oksygen, er nyttige egenskaper identifisert, men de er mer å bli utforsket, fant mange medisinske anvendelser.

Den brukes for teksturering på overflaten av polymerer, og gjør dem i stand til å vokse sammen med benet. Polymerene er vanligvis frastøte benceller men kjemisk aktivt element genererer teksturforbedrende adhesjon. Dette fører til en annen fordel, som bringer den atomært oksygen - behandling av sykdommer i muskel-skjelettsystemet.

Dette oksidasjonsmiddel kan også brukes for å fjerne urenheter fra de biologisk aktive kirurgiske implantater. Selv med dagens praksis med å sterilisere overflaten av implantater kan være vanskelig å fjerne alle spor av bakterieceller, kalt endotoksiner. Disse organiske stoffer, men ikke i live, så sterilisering er ikke i stand til å fjerne dem. Endotoksiner kan føre til betennelse av det etter implantering, noe som er en viktig årsak til smerte og potensielle komplikasjoner hos pasienter med etablert implantat.

Atomært oksygen, nyttige egenskaper som gjør det mulig å rense protesen og fjerne alle spor av organisk materiale, noe som reduserer risikoen for postoperativ inflammasjon. Dette fører til en forbedring i resultatene av driften og reduksjon av smerte hos pasienter.

Lettelse for diabetikere

Teknologien er også brukt i sensorene glukose og andre medisinske og biologiske skjermer. De gjelder akryl optiske fibre, teksturert atomært oksygen. Denne behandlingen gjør det mulig for fibrene til å filtrere ut de røde blodlegemer, slik at serumet mer effektiv kontakt med komponenten kjemisk følermonitor.

Ifølge Miller, Sharon, en elektroingeniør ved Institutt for rom-miljøet og eksperimenter Glennovskogo NASA forskningssenter, det gjør testen mer nøyaktig, og på samme tid til å måle blodsukker test kreves et mye mindre volum av blod. Du kan få et skudd nesten hvor som helst på kroppen, og for å få en tilstrekkelig mengde blod for å bestemme nivået av sukker.

En annen måte å oppnå atomært oksygen - hydrogenperoksyd. Det er en mye kraftigere oksidasjonsmiddel enn molekylære. Dette er på grunn av den letthet med hvilken spaltes peroksyd. Atomært oksygen som dannes ved dette, opererer mye mer energisk molekyl. Dette forårsakes og praktisk anvendelse av hydrogenperoksyd: ødeleggelsen av molekyler av fargestoffer og mikroorganismer.

restaurering

Når et kunstverk utsatt for irreversible skader for å fjerne organiske forurensninger atomært oksygen kan benyttes, som forlater materialet intakt mønster. Fremgangsmåten fjerner alt organisk materiale slik som karbon eller sot, men vanligvis har ingen effekt på malingen. Pigmenter generelt uorganisk opprinnelse og er allerede oksidert, og dette betyr at de ikke vil skade oksygen. Organiske fargestoffer kan også lagres i en nøye telling eksponeringstid. Kluten er helt sikker, fordi atomært oksygen er i kontakt kun med overflaten av maleriet.

kunstverk er plassert i et vakuumkammer hvor oksidasjonsmidlet er dannet. Avhengig av graden av skade på bildet kan forbli der i 20 til 400 timer. For en spesiell behandling av det skadede område som trenger restaurering, kan det også brukes en strøm av atomært oksygen. Dette eliminerer behovet for å plassere kunstverk i et vakuumkammer.

Sot og leppestift - ikke noe problem

Museer, gallerier og kirker begynte å kontakte GIZ, for å lagre og gjenopprette sine kunstverk. Research Center har vist evne til å gjenopprette skadet maleri av Jackson Pollock, fjerne leppestift med malerier Endi Uorhola og spare skadet av røyk lerret kirken St. Stanislaus i Cleveland. Lag Glennovskogo Research Center brukt atomært oksygen for å gjenopprette fragment anses tapt - hundre år gamle italienske kopi av Raphael "Madonna av stolen", som tilhører St. Alban episkopale kirke i Cleveland ..

Ifølge Banks, er dette grunnstoff svært effektive. I kunsten restaurering fungerer det fint. Men dette er ikke noe du kan kjøpe i en flaske, men det er mye mer effektivt.

fremtidige studier

NASA på en regning for bruk med en rekke forskjellige aktører i atomært oksygen. Glennovsky Research Center serverer enkeltpersoner, hvis uvurderlige kunstverk har blitt påvirket av hjemmet branner, samt selskaper, søkt muligheten for å bruke dette materialet i biomedisinske applikasjoner som LightPointe Medical of Eden Prairie, Minnesota. Selskapet har funnet mange bruksområder for atomært oksygen og kommer til å finne enda mer.

Ifølge Banks, var det mange uutforskede områder. Det ble oppdaget et stort antall søknader om romteknologi, men sannsynligvis mange flere som lurer utenfor romteknologi.

Plass i menneskets tjeneste

Et team av forskere håper å fortsette å utforske måter å bruke atomært oksygen, samt de som allerede funnet lovende. Mange teknologier har blitt patentert, og GIZ Teamet håper at selskapet vil lisensiere og kommersialisere noen av dem, som vil bringe enda flere fordeler for menneskeheten.

Under visse forhold kan det hende at atomært oksygen forårsake skade. Takk til NASA forskere, er dette stoffet nå å gjøre et positivt bidrag til romfart , og livet på jorden. Enten det er bevaring av uvurderlige kunstverk eller av menneskers helse, er atomært oksygen et kraftig verktøy. Jobbe med ham belønnes en hundre ganger, og resultatene er umiddelbart synlige.