חמצן אטומי: תכונות שימושיות. מהו חמצן אטומי?

בדמיוני ציור יסולא בפז כי היה נפגם על ידי אש הרסנית. צבעים יפים מיושמים בקפדנות במגוון צבעים, נעלמו תחת שכבות של פיח שחור. נראה, מופת שאבדה לבלי שוב.

קסם מדעי

אבל אל ייאוש. ציור מושם בתא ואקום שבתוכו חומר יוצר חמצן אטומי בלתי נראה, נקרא רבי עוצמה. תוך כמה שעות או ימים, לאט אבל בטוח לפשוט עלים והצבעים מתחילים להופיע שוב. מכוסה בשכבה טרייה של לכה שקופה, הציור חזר עטרה ליושנה.

זה אולי נראה שזה קסם, אבל זה מדע. השיטה, שפותחה על ידי מדענים במרכז המחקר Glennovskom (Giz) נאס"א משתמשת חמצן אטומי לשימור ושיקום יצירות אמנות, שאחרת להינזק באופן בלתי הפיך. החומר הוא גם מסוגל לחטא שתלים כירורגיים לחלוטין המיועדים בגוף האדם, אשר מפחית באופן משמעותי את הסיכון של דלקת. עבור חולים עם סוכרת, זה יכול לשפר את מד סוכר, אשר רק חלק הדם הנדרש לבדיקה נדרש בעבר כי חולים יכולים לשלוט מצבם. החומר יכול להיות מרקם משטח פולימר עבור הידבקות טובה יותר של תאי עצם, אשר פותחת אפשרויות חדשות ברפואה.

וזה הוא חומר חזק ניתן להשיג ישירות מהאוויר.

אטומי וחמצן מולקולרי

חמצן קיים בצורות שונות. הגז שאנו נושמים שנקרא O _2, כלומר, זה מורכב משני אטומים. יש אטומי חמצן, הנוסחה של אשר - O (Atom). הצורה השלישית של היסוד הכימי - O _3. אוזון זה, אשר, למשל, מצא באטמוספרה העליונה של כדור הארץ.

חמצן אטומי בתנאים טבעיים על פני השטח של כדור הארץ במשך זמן רב לא יכול להתקיים. יש לו תגובתיות גבוהה מאוד. לדוגמה, חמצן אטומי במים יוצר מי חמצן. אבל בחלל, שם יש כמות גדולה של קרינת אולטרה סגולה, מולקולת O ₂ מחולקת יותר בקלות להרכיב טופס אטומי. האווירה המצויים במסלול נמוך ב 96% מורכבת חמצן אטומי. השחר של משימת מעבורת החלל של נאס"א הנוכחות שלה גורמת לבעיות.

פגיעה הטובה

לדברי ברוס בנקים, פיסיקה בכירה "Alfaporta" עוסקת במחקר של סביבת החלל במרכז הסניף Glennovskogo, לאחר הטיסות הראשונות של חומרי מעבורת החלל של בנייתו נראות כאילו הם היו מכוסים כפור (הם היו נתונים לשחיקה ו טקסטורות חמורות). חמצן אטומי מגיב עם חומרים אורגניים חיפוי החללית בהדרגה פגיעה בהם.

Giz לחקור את הסיבות לנזק. כתוצאה מכך, החוקרים עדיין לא הוקמה רק שיטות של הגנה חללית מ חמצן אטומי, הם גם מצאו דרך לנצל את הכוח ההרסני הפוטנציאל של יסוד כימי זה לשיפור החיים על פני כדור הארץ.

שחיקה בחלל

כאשר החללית נמצאת במסלול נמוך (שמוצגות והיכן כלי רכב מאויש מבוסס ISS), חמצן אטומי נוצר מהאטמוספירה שיורית, יכול להגיב עם פני השטח של החללית, לפיה הם הופכים פגומים. בתחנת הפיתוח, מערכות חשמל היו חששות כי אלמנטי הסוללה סולארית עשויים פולימרים לעבור שפלה מהירה כתוצאה מפעולתם של מחמצן פעיל.

זכוכית גמישה

נאס"א מצאה פתרון. צוות של מדענים ממרכז המחקר Glennovskogo פיתחה ציפוי דק סרט עבור פאנלים סולאריים שהיו אטום הפעולה של אלמנט אגרסיבי. סיליקה או זכוכית, הוא כבר מחומצן, כך שזה לא יכול להיפגע על ידי חמצן אטומי. חוקר יצרו ציפוי זכוכית סיליקה שקופה, כל כך רזה שזה היה גמיש. שכבת מגן זה דבק חזק ללוח שרף ולהגן עליו מפני שחיקה, וזאת מבלי לפגוע בכל התכונות התרמיות שלה. סיקור עדיין בהצלחה מגן על פאנלים סולאריים של תחנת החלל הבינלאומית, ועל כן נעשה שימוש כדי להגן על תחנת פוטו "מיר".

לדברי בנקים, פנלים סולאריים עברו בהצלחה יותר מעשר שנים של שהייה בחלל.

רתימת העוצמה של

אחרי שבילה מאות בדיקות שהיו חלק בפיתוח של ציפויים עמידים חמצן אטומי, קבוצה של מדענים מן Glennovskogo מרכז המחקר צברה ניסיון וההבנה כיצד הכימי. מומחים רואים את האפשרות של שימוש באלמנטים אגרסיביים אחרים.

לדברי בנקים, הפכה הקבוצה מודעת לשינוי כימיה השטח של השחיקה של חומרים אורגניים. מאפיינים של חמצן אטומי הוא כזה שזה יכול להסיר את כל אורגני, פחמימנים, אשר לא מגיבים פשוט לכימיקלים קונבנציונליים.

חוקרים מצאו דרכים רבות להשתמש בו. הם למדו כי חמצן אטומי הופך את משטח סיליקון בכוס, אשר יכול להיות שימושי אם אתה יוצר רכיבים עם חסימה מוחלטת בלעדיהם דבק אחד לשני. תהליך זה נועד עבור איטום לתחנת החלל הבינלאומית. בנוסף, המדענים מצאו כי החמצן האטומי יכול לשחזר ולשמר את יצירות האמנות ניזוק, כדי לשפר את חומרי בנייה של מטוסים, כמו גם כדי להועיל לאנשים כפי שהוא יכול לשמש במגוון יישומים ביו-רפואיים.

מצלמות מכשיר נייד

ישנן דרכים שונות של השפעת חמצן אטומי על פני השטח. תאי ואקום הנפוץ ביותר. גודלן נע בין קופסאות נעליים לפני ההתקנה 1.2 x 1.8 x 0.9 מ '. על ידי שימוש בתדר מיקרוגל או רדיו קרינה ₂ O מולקולות מחולקות מדינת חמצן אטומי. התא הוצב מדגם של שיעור שחיקת הפולימר אשר מציין את ריכוז החומר הפעיל בתוך היחידה.

שיטה נוספת של החלת חומר הוא מכשיר נייד המאפשר לכוון נחל צר של חמצון יעד ספציפי. ניתן ליצור סוללת זרימה כזו מסוגלת המשתרע על שטח גדול של פני שטח המטופל.

כמו מחקר נוסף במספר התעשיות גדל מעוניין השימוש בחמצן אטומי. נאס"א ארגנה מגוון של שותפויות, מיזמים משותפים וחברות הבת, אשר ברוב המקרים הפכו מוצלחת בתחומים עסקיים שונים.

חמצן אטומי לגוף

יישומי מחקר של היסוד הכימי אינו מוגבלים בחלל החיצון. חמצן אטומי, תכונות שימושיות מזוהות, אבל הם יותר כדי להיחקר, מצאו יישומים רפואיים רבים.

הוא משמש עבור טקסטורות השטח של פולימרים והופך אותם מסוגלים לגדול יחד עם העצם. הפולימרים בדרך כלל להדוף תאי עצם אלא אלמנט פעיל כימי יוצר הדבקה לשיפור מרקם. זה מוביל תועלת נוספת, אשר מביאה את החמצן האטומי - לטיפול במחלות של מערכת השלד והשרירים.

מחמצן זה עשוי לשמש גם כדי להסיר זיהומים מן שתלים כירורגיים פעילים ביולוגית. אפילו עם הפרקטיקה הנוכחית של עיקור פני השטח של שתלי יכול להיות קשה כדי להסיר את כל העקבות של תאים חיידקיים, שנקרא אנדוטוקסינים. חומרים אורגניים אלו, אך לא בחיים, ולכן העיקור אינו מסוגל להסיר אותם. אנדוטוקסינים יכול לגרום לדלקת-ההשתלה פוסט, אשר היא גורם עיקרי של סיבוכים כאב ואת הפוטנציאל בחולים עם שתל הוקם.

חמצן אטומי, תכונות שימושיות אשר מאפשרים לנקות את הפרוטזה ולהסיר כל עקבות של חומרים אורגניים, כדי לצמצם את הסיכון באופן משמעותי של דלקת שלאחר הניתוח. זה מוביל לשיפור בתוצאות הפעילות והפחתת הכאב בחולים.

סיוע לחולי סוכרת

הטכנולוגיה משמשת גם החיישנים של גלוקוז וצגים רפואיים וביולוגיים אחרים. הם חלים סיבים אופטיים אקריליק, חמצן אטום מרקם. טיפול זה מאפשר סיבים כדי לסנן החוצה את תאי הדם האדומים, המאפשר מגע סרום יעיל יותר עם צג חישה כימיים רכיב.

לדברי מילר, שרון, מהנדס חשמל במחלקה סביבת החלל וניסויים מרכז המחקר Glennovskogo נאס"א, זה הופך את המבחן מדויק יותר, ובאותו זמן למדוד בדיקת דם סוכר נדרש נפח קטן בהרבה דם. אתה יכול לקבל זריקה כמעט בכל מקום על הגוף כדי להשיג כמות מספקת של דם כדי לקבוע את רמת הסוכר.

דרך נוספת להשיג חמצן אטומי - מי חמצן. זה מחמצן הרבה יותר חזק מאשר מולקולרי. זאת בשל הקלות שבה מתפרקת חמצן. חמצן אטומי שהוקם על ידי זה, פועל הרבה מולקולרי יותר אנרגטי. זו נגרמת ומעשי היישום של מי חמצן: חורבן מולקולות של צבעים ומיקרואורגניזמים.

שיקום

כאשר יצירת אמנות בסיכון של נזק בלתי הפיך להסרת מזהמים אורגניים חמצן אטומי עשוי לשמש, אשר לעזוב את הדפוס פגע בחומר. התהליך מסיר את כל החומר האורגני כגון פחמן או פיח, אבל בדרך כלל אין כל השפעה על הצבע. פיגמנטים יש בדרך כלל ממוצא אורגני וכבר הם מתחמצנים, וזה אומר שהם לא יפגעו החמצן. צבעים אורגניים עשויים גם להיות מאוחסן בתוך זמן חשיפה ספירה מדוקדקת. הבד הוא בטוח לחלוטין, משום חמצן אטומי נמצא בקשר רק עם פני השטח של הציור.

יצירות אמנות ממוקמות בתא ואקום שבו מהחמצן נוצר. בהתאם למידת הנזק לתמונה עשויה להישאר שם במשך 20 עד 400 שעות. לקבלת טיפול מיוחד של האזור הפגוע זקוק לשיקום, זה יכול לשמש גם זרם של חמצן אטומי. זו מבטלת את הצורך בהצבת האמנות בתא ואקום.

פיח שפתון - אין בעיה

מוזיאונים, גלריות וכנסיות החלו לפנות Giz, כדי לשמור ולשחזר את יצירותיהם. מרכז המחקר הוכיח את היכולת לשחזר את הציור הפגום של ג'קסון פולוק, להסיר שפתון עם הציורים Endi Uorhola ולשמור שנפגע כנסיית בד עשן של סנט סטניסלב בקליבלנד. צוות Glennovskogo מרכז המחקר השתמשו חמצן אטומי כדי לשחזר את שבר נחשב אבוד - בני מאות שנים עותק איטלקי של רפאל "המדונה של הכיסא", השייך סנט אלבן של האפיסקופלית הכנסייה בקליבלנד ..

לדברי הבנקים, יסוד כימי זה הוא מאוד יעיל. בשחזור אמנות וזה עובד מצוין. עם זאת, זה לא משהו שאתה יכול לקנות בתוך בקבוק, אבל זה הרבה יותר יעיל.

מחקרים עתידיים

נאס"א על בסיס החזר-הוצאות לעבוד עם מגוון רחב של בעלי עניין החמצן האטומי. Glennovsky מרכז המחקר משרתת יחידים, שיצירותיהם לא יסולא בפז של אמנות הושפעו שריפות הביתה, כמו גם תאגידים, ביקשו את האפשרות של שימוש בחומר זה יישומים ביו-רפואיים כגון LightPointe רפואי עדן בערבה, מינסוטה. החברה מצאה שימושים רבים של חמצן אטומי והוא הולך למצוא אפילו יותר.

לדברי בנקים, היו אזורים רבים נחקרו. זה התגלה מספר רב של יישומים עבור טכנולוגיית החלל, אבל כנראה הרבה יותר אורבים מחוץ טכנולוגיות החלל.

קוסמוס בשירות האדם

צוות של מדענים מקווה להמשיך לחקור דרכים באמצעות החמצן האטומי, כמו גם אלה שכבר מצאו מבטיחים. טכנולוגיות רבות כבר פטנט, והצוות Giz מקווה שהחברה תקבל רישיון ולמסחר חלקם, שיביאו עוד יותר יתרונות לאנושות.

בתנאים מסוימים, החמצן האטומי עלול לגרום ניזק. הודות חוקרי נאס"א, חומר זה עכשיו הוא תרומה חיובית חקר החלל , ואת חיים על כדור הארץ. בין אם מדובר בשימור יצירות יקרות ערך של אמנות או של בריאות אדם, חמצן אטומי הוא כלי רב עצמה. העבודה אתו מתוגמלת פי מאה, והתוצאות מיד לעין.