Imagjinoni një pikturë të çmuar që është shkatërruar nga një zjarr shkatërrues. Bojëra të bukura, të aplikuara me kujdes në shumë nuanca, u zhdukën nën shtresat e blozës së zezë. Duket se kryevepra është e humbur në mënyrë të pakthyeshme.
Magjia e shkencës
Por mos u dëshpëroni. Fotografia është vendosur në një dhomë vakum, brenda së cilës krijohet një substancë e fuqishme e padukshme e quajtur oksigjen atomik. Me kalimin e disa orëve ose ditëve, pllaka ngadalë, por me siguri zhduket dhe ngjyrat fillojnë të rishfaqen. E përfunduar me një shtresë të freskët llak të pastër, piktura i kthehet lavdisë së saj të mëparshme.
Mund të duket si magji, por është shkencë. Metoda, e zhvilluar nga shkencëtarët në Qendrën Kërkimore Glenn të NASA-s (GRC), përdor oksigjenin atomik për të ruajtur dhe rivendosur artin e dëmtuar në mënyrë të pariparueshme. Substanca gjithashtunë gjendje të sterilizojë plotësisht implantet kirurgjikale të destinuara për trupin e njeriut, duke ulur ndjeshëm rrezikun e inflamacionit. Për pacientët diabetikë, ai mund të përmirësojë një pajisje për monitorimin e glukozës që do të kërkonte vetëm një pjesë të gjakut të nevojshëm më parë për testim, në mënyrë që pacientët të mund të monitorojnë gjendjen e tyre. Substanca mund të formojë sipërfaqen e polimereve për ngjitje më të mirë të qelizave kockore, gjë që hap mundësi të reja në mjekësi.
Dhe kjo substancë e fuqishme mund të merret direkt nga ajri i hollë.
Oksigjen atomik dhe molekular
Oksigjeni ekziston në disa forma të ndryshme. Gazi që thithim quhet O2, që do të thotë se përbëhet nga dy atome. Ekziston edhe oksigjeni atomik, formula e të cilit është O (një atom). Forma e tretë e këtij elementi kimik është O3. Ky është ozoni, i cili, për shembull, gjendet në atmosferën e sipërme të Tokës.
Oksigjeni atomik në kushte natyrore në sipërfaqen e Tokës nuk mund të ekzistojë për një kohë të gjatë. Ka një reaktivitet jashtëzakonisht të lartë. Për shembull, oksigjeni atomik në ujë formon peroksid hidrogjeni. Por në hapësirë, ku ka shumë rrezatim ultravjollcë, molekulat O2 shpërbëhen më lehtë për të formuar një formë atomike. Atmosfera në orbitën e ulët të Tokës është 96% oksigjen atomik. Në ditët e para të misioneve të anijes kozmike të NASA-s, ajo shkaktoi probleme.
Dëm për të mirë
Sipas Bruce Banks, fizikan i lartëNë Alphaport, një degë e kërkimit të mjedisit hapësinor të Qendrës Glenn, pas fluturimeve të para të anijes, materialet e ndërtimit të saj dukeshin sikur ishin të mbuluara nga ngrica (ato ishin shumë të gërryer dhe me teksturë). Oksigjeni atomik reagon me materialet organike të lëkurës së anijes kozmike, duke i dëmtuar gradualisht ato.
GIZ filloi hetimin për shkaqet e dëmit. Si rezultat, studiuesit jo vetëm që krijuan metoda për të mbrojtur anijen kozmike nga oksigjeni atomik, ata gjetën gjithashtu një mënyrë për të përdorur fuqinë e mundshme shkatërruese të këtij elementi kimik për të përmirësuar jetën në Tokë.
Erozioni në hapësirë
Kur një anije kozmike është në orbitën e ulët të Tokës (ku lëshohen automjetet me pilot dhe ku bazohet ISS), oksigjeni atomik i formuar nga atmosfera e mbetur mund të reagojë me sipërfaqen e anijes kozmike, duke shkaktuar dëme në to. Gjatë zhvillimit të sistemit të furnizimit me energji të stacionit, kishte shqetësime se grupet e qelizave diellore të bëra nga polimere do të degradoheshin me shpejtësi për shkak të veprimit të këtij oksiduesi aktiv.
Xham fleksibël
NASA gjeti një zgjidhje. Një grup shkencëtarësh nga Qendra Kërkimore Glenn zhvilluan një shtresë të hollë për qelizat diellore që ishte imun ndaj veprimit të një elementi gërryes. Dioksidi i silikonit, ose qelqi, tashmë është oksiduar, kështu që nuk mund të dëmtohet nga oksigjeni atomik. Hulumtuesitkrijoi një shtresë prej xhami silikoni transparent, aq të hollë sa u bë fleksibël. Kjo shtresë mbrojtëse ngjitet fort në polimerin e panelit dhe e mbron atë nga erozioni pa cenuar asnjë nga vetitë e tij termike. Veshja deri më tani ka mbrojtur me sukses grupet diellore të Stacionit Ndërkombëtar Hapësinor dhe është përdorur gjithashtu për të mbrojtur qelizat diellore të Mir.
Panelët diellorë kanë mbijetuar me sukses më shumë se një dekadë në hapësirë, tha Banks.
Zbutja e pushtetit
Duke kryer qindra teste që ishin pjesë e zhvillimit të veshjes atomike rezistente ndaj oksigjenit, një ekip shkencëtarësh në Qendrën Kërkimore Glenn fituan përvojë për të kuptuar se si funksionon kimikati. Ekspertët panë mundësi të tjera për përdorimin e elementit agresiv.
Sipas Banks, grupi u ndërgjegjësua për ndryshimin në kiminë e sipërfaqes, erozionin e materialeve organike. Vetitë e oksigjenit atomik janë të tilla që është në gjendje të largojë çdo organik, hidrokarbur, i cili nuk reagon lehtë me kimikatet e zakonshme.
Studiuesit kanë zbuluar shumë mënyra për ta përdorur atë. Ata mësuan se oksigjeni atomik i kthen sipërfaqet e silikoneve në xhami, gjë që mund të jetë e dobishme për t'i bërë komponentët të mbyllur hermetikisht pa u ngjitur me njëri-tjetrin. Ky proces u zhvillua për të vulosur Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës. Përveç kësaj, shkencëtarët kanë zbuluar se oksigjeni atomik mund të riparojë dhe mirëmbajë qelizat e dëmtuara.veprat e artit, përmirësojnë materialet e strukturave të avionëve, si dhe përfitojnë njerëzit, pasi mund të përdoren në një sërë aplikimesh biomjekësore.
Kamera dhe pajisje portative
Ka mënyra të ndryshme në të cilat oksigjeni atomik mund të ndikojë në një sipërfaqe. Më së shpeshti përdoren dhomat me vakum. Përmasat e tyre variojnë nga një kuti këpucësh deri në një instalim 1,2 x 1,8 x 0,9 m. Duke përdorur rrezatimin e mikrovalës ose frekuencës radio, molekulat O2 zbërthehen në gjendjen e oksigjenit atomik. Një kampion polimeri vendoset në dhomë, niveli i erozionit të së cilës tregon përqendrimin e substancës aktive brenda instalimit.
Një mënyrë tjetër për të aplikuar një substancë është një pajisje portative që ju lejon të drejtoni një rrymë të ngushtë oksiduesi në një objektiv specifik. Është e mundur të krijohet një bateri e rrymave të tilla që mund të mbulojnë një sipërfaqe të madhe të sipërfaqes së trajtuar.
Ndërsa bëhen më shumë kërkime, një numër në rritje i industrive po tregojnë interes për përdorimin e oksigjenit atomik. NASA ka krijuar shumë partneritete, sipërmarrje të përbashkëta dhe filiale që kanë qenë të suksesshme në shumë fusha komerciale në shumicën e rasteve.
Oksigjen atomik për trupin
Studimi i fushës së këtij elementi kimik nuk është i kufizuar në hapësirën e jashtme. Oksigjeni atomik, vetitë e dobishme të të cilit janë identifikuar, por edhe më shumë prej tyre mbeten për t'u studiuar, ka gjetur shumë mjekësoreaplikacionet.
Përdoret për të teksturizuar sipërfaqen e polimereve dhe për t'i bërë ato të aftë të shkrihen me kockën. Polimeret zakonisht sprapsin qelizat kockore, por elementi kimikisht aktiv krijon një strukturë që rrit ngjitjen. Kjo çon në një përfitim tjetër që sjell oksigjeni atomik - trajtimin e sëmundjeve të sistemit musculoskeletal.
Ky agjent oksidues mund të përdoret gjithashtu për të hequr ndotësit biologjikisht aktivë nga implantet kirurgjikale. Edhe me praktikat moderne të sterilizimit, mund të jetë e vështirë të hiqen të gjitha mbetjet e qelizave bakteriale, të quajtura endotoksina, nga sipërfaqja e implanteve. Këto substanca janë organike, por jo të gjalla, kështu që sterilizimi nuk është në gjendje t'i largojë ato. Endotoksinat mund të shkaktojnë inflamacion pas implantit, i cili është një nga shkaqet kryesore të dhimbjes dhe komplikimeve të mundshme te pacientët me implant.
Oksigjeni atomik, vetitë e dobishme të të cilit ju lejojnë të pastroni protezën dhe të hiqni të gjitha gjurmët e materialeve organike, redukton ndjeshëm rrezikun e inflamacionit pas operacionit. Kjo çon në rezultate më të mira të operacioneve dhe më pak dhimbje për pacientët.
Lehtësim për diabetikët
Teknologjia përdoret gjithashtu në sensorët e glukozës dhe monitorët e tjerë të shkencës së jetës. Ata përdorin fibra optike akrilike të teksturuara me oksigjen atomik. Ky përpunim lejon që fibrat të filtrojnë qelizat e kuqe të gjakut, duke lejuar që serumi i gjakut të kontaktojë në mënyrë më efektivekomponent i monitorit të sensorit kimik.
Sipas Sharon Miller, një inxhiniere elektrike në Departamentin e Mjedisit Hapësinor dhe Eksperimenteve në Qendrën Kërkimore Glenn të NASA-s, kjo e bën testin më të saktë, ndërkohë që kërkon një vëllim shumë më të vogël gjaku për të matur sheqerin në gjak të një personi. Ju mund të merrni një injeksion pothuajse kudo në trupin tuaj dhe të merrni gjak të mjaftueshëm për të vendosur nivelet e sheqerit në gjak.
Një mënyrë tjetër për të marrë oksigjen atomik është peroksidi i hidrogjenit. Është një agjent oksidues shumë më i fortë se ai molekular. Kjo është për shkak të lehtësisë me të cilën peroksidi dekompozohet. Oksigjeni atomik, i cili formohet në këtë rast, vepron shumë më energjikisht sesa oksigjeni molekular. Kjo është arsyeja e përdorimit praktik të peroksidit të hidrogjenit: shkatërrimi i molekulave të ngjyrave dhe mikroorganizmave.
Restaurimi
Kur veprat e artit janë në rrezik të dëmtimit të pakthyeshëm, oksigjeni atomik mund të përdoret për të hequr ndotësit organikë, duke e lënë materialin e pikturës të paprekur. Procesi heq të gjitha materialet organike si karboni ose bloza, por në përgjithësi nuk funksionon në bojë. Pigmentet janë kryesisht me origjinë inorganike dhe tashmë janë oksiduar, që do të thotë se oksigjeni nuk do t'i dëmtojë ato. Ngjyrat organike gjithashtu mund të ruhen me kohën e kujdesshme të ekspozimit. Kanavacë është plotësisht e sigurt, pasi oksigjeni atomik kontakton vetëm sipërfaqen e pikturës.
Veprat e artit vendosen në një dhomë vakum, nëqë prodhohet oksiduesi. Në varësi të shkallës së dëmtimit, piktura mund të qëndrojë aty nga 20 deri në 400 orë. Një rrjedhë e oksigjenit atomik mund të përdoret gjithashtu për trajtimin e veçantë të një zone të dëmtuar që ka nevojë për restaurim. Kjo eliminon nevojën për të vendosur vepra arti në një dhomë me vakum.
Bloza dhe buzëkuqi nuk janë problem
Muzetë, galeritë dhe kishat kanë filluar të kontaktojnë GIC për të ruajtur dhe restauruar veprat e tyre të artit. Qendra kërkimore ka demonstruar aftësinë për të restauruar një pikturë të dëmtuar nga Jackson Pollack, për të hequr buzëkuqin nga një pikturë e Andy Warhol dhe për të ruajtur kanavacat e dëmtuara nga tymi në kishën e Shën Stanislaus në Cleveland. Ekipi i Qendrës Kërkimore Glenn përdori oksigjen atomik për të rivendosur një pjesë që mendohej se kishte humbur, një kopje shekullore italiane e Madonës së Raphaelit në karrige, në pronësi të Kishës Episkopale të Shën Albanit në Cleveland.
Sipas Banks, ky element kimik është shumë efektiv. Në restaurimin artistik, funksionon në mënyrë perfekte. Vërtetë, kjo nuk është diçka që mund të blihet në një shishe, por është shumë më efektive.
Eksplorimi i së ardhmes
NASA ka punuar në baza të rimbursueshme me një sërë palësh të interesuara për oksigjenin atomik. Qendra Kërkimore Glenn u shërbeu individëve, veprat e çmuara të artit të të cilëve ishin dëmtuar nga zjarret e shtëpive, si dhe korporatat që kërkonin përdorime për këtë substancë.në aplikime biomjekësore si LightPointe Medical of Eden Prairie, Minesota. Kompania ka zbuluar shumë përdorime për oksigjenin atomik dhe po kërkon të gjejë më shumë.
Sipas Bankës, ka shumë zona të paeksploruara. Një numër i konsiderueshëm aplikimesh janë zbuluar për teknologjinë hapësinore, por ndoshta ka më shumë që fshihen jashtë teknologjisë hapësinore.
Hapësira në shërbim të njeriut
Grupi i shkencëtarëve shpreson të vazhdojë të eksplorojë mënyra për të përdorur oksigjenin atomik, si dhe udhëzime premtuese të gjetura tashmë. Shumë teknologji janë patentuar dhe ekipi i GIZ shpreson që kompanitë do të licencojnë dhe komercializojnë disa prej tyre, gjë që do të sjellë edhe më shumë përfitime për njerëzimin.
Në kushte të caktuara, oksigjeni atomik mund të shkaktojë dëme. Falë studiuesve të NASA-s, kjo substancë tani po jep një kontribut pozitiv në eksplorimin e hapësirës dhe jetën në Tokë. Qoftë ruajtja e veprave të çmuara të artit apo shërimi i njerëzve, oksigjeni atomik është mjeti më i fortë. Puna me të shpërblehet njëqindfish dhe rezultatet bëhen të dukshme menjëherë.
