Atoomzuur: nuttige eigenschappen. Wat is atoom zuurstof?

Stel je voor een waardevol beeld dat door een verwoestend vuur werd verwend. Fijne verven, die zorgvuldig in verschillende tinten worden toegepast, verdwenen onder de lagen zwarte roet. Het lijkt me dat het meesterwerk onherroepelijk verloren gaat.

Wetenschappelijke magie

Maar wanhoop niet. De foto wordt geplaatst in een vacuümkamer, waarin een onzichtbare krachtige stof genaamd atoom zuurstof wordt gecreëerd. Binnen enkele uren of dagen langzaam, maar zeker gaat het raid weg, en de kleuren beginnen weer te verschijnen. Bedekt met een frisse laag heldere lak, keert de foto terug naar zijn vroegere glorie.

Het lijkt misschien dat dit magisch is, maar dit is wetenschap. Een methode ontwikkeld door wetenschappers in het Glennovsky Research Center (GIC) van NASA maakt gebruik van atoomzuur om kunstwerken te behouden en te herstellen die anders onherstelbaar beschadigd zouden zijn. De stof is ook in staat om volledig chirurgische implantaten die zijn ontworpen voor het menselijk lichaam volledig te steriliseren, wat het risico op ontsteking aanzienlijk vermindert. Bij patiënten met diabetes kan het glucosemonitoringsapparaat worden verbeterd, waarbij alleen een deel van het bloed dat voor het testen is vereist nog nodig is, zodat patiënten hun conditie kunnen controleren. Stof kan het oppervlak van polymeren opvullen om de botcellen beter te hechten, waardoor nieuwe mogelijkheden in de geneeskunde worden geopend.

En deze krachtige stof kan direct vanuit de lucht worden verkregen.

Atoom- en moleculaire zuurstof

Zuurstof bestaat in verschillende vormen. Het gas dat we ademen, heet O ₂ , dat wil zeggen, het bestaat uit twee atomen. Er is ook atoom zuurstof, waarvan de formule O is (één atoom). De derde vorm van dit chemische element is O ₃ . Dit is ozon, die bijvoorbeeld voorkomt in de bovenste lagen van de atmosfeer van de Aarde.

Atoom zuurstof in natuurlijke omstandigheden op het oppervlak van de aarde kan lang niet bestaan. Het heeft een zeer hoge reactiviteit. Bijvoorbeeld vormen atoomzuur in water waterstofperoxide. Maar in de ruimte, waar een grote hoeveelheid ultraviolette straling bestaat, worden O2-moleculen gemakkelijker vervallen en vormen een atoomvorm. De atmosfeer in de lage baan van de Aarde is 96% samengesteld uit atoom zuurstof. Bij de dageraad van NASA-missies in de ruimteschip veroorzaakte de aanwezigheid problemen.

Schade voor goed

Volgens Bruce Banks, een senior fysicus in Alpaport, die na de eerste paar shuttlevluchten de ruimte omgeving bij de Glenn Center-tak bestudeert, lijken de materialen van de structuur alsof ze met vorst waren bedekt (ze waren sterk geërodeerd en getextureerd). Atoom zuurstof reageert met organische materialen van de dekking van ruimtevoertuigen, waardoor ze geleidelijk worden beschadigd.

Het Gemeentelijk Informatiecentrum heeft een onderzoek uitgevoerd naar de oorzaken van de schade. Als gevolg daarvan creëerden de onderzoekers niet alleen methoden om ruimtevaartuigen te beschermen tegen atoomzuur, maar ook een manier om de potentiële vernietigende kracht van dit chemische element te gebruiken om het leven op Aarde te verbeteren.

Erosie in de ruimte

Wanneer een ruimteschip in de baan van de aardbodem ligt (waar bemande voertuigen vertrekken en waar de ISS is gebaseerd), kan atoom zuurstof, gevormd uit de restatmosfeer, reageren op het oppervlak van ruimtetuig, waardoor ze beschadigd raken. Bij het ontwikkelen van het voedingssysteem van het station waren er angsten dat zonnecelbatterijen van polymeren snel zouden worden onderbroken door de werking van deze actieve oxidator.

Flexibel glas

NASA heeft een oplossing gevonden. Een groep wetenschappers uit het Glenn Research Center ontwikkelde een dunne filmbekleding voor zonnecellen die immuun waren tegen de actie van het agressieve element. Siliciumdioxide, of glas, is al geoxideerd, zodat het niet door atoom zuurstof kan worden beschadigd. De onderzoekers creëerden een coating van transparant siliciumglas, zo dun dat het flexibel werd. Deze beschermende laag hecht stevig aan het polymeer van het paneel en beschermt het tegen erosie, zonder enige van de thermische eigenschappen daarvan te beperken. De coating beschermt nog steeds de zonnecellen van het International Space Station, en werd ook gebruikt om de fotocellen van het Mir-station te beschermen.

Volgens banken hebben zonnepanelen succesvol meer dan tien jaar verbleven in de ruimte.

De Taming of Power

Door honderden tests uitgevoerd die deel uitmaken van de ontwikkeling van een coating die bestand is tegen atoom zuurstof, heeft een groep wetenschappers uit het Glenn Research Center ervaring opgedaan in het begrijpen hoe deze chemische werking werkt. Deskundigen zagen andere mogelijkheden om een agressief element te gebruiken.

Volgens de banken werd de groep zich bewust van een verandering in oppervlaktechemie, de erosie van organische materialen. De eigenschappen van atoom zuurstof zijn zodanig dat ze organisch materiaal, een koolwaterstof die niet zo gemakkelijk met conventionele chemicaliën reageert, kan verwijderen.

De onderzoekers vonden veel manieren om het te gebruiken. Ze leerden dat atoom zuurstof de oppervlakken van siliconen omzetten in glas, die nuttig kan zijn bij het creëren van componenten met een hermetische afdichting zonder aan elkaar te vallen. Dit proces werd ontworpen om het Internationaal Ruimtestation te verzegelen. Daarnaast hebben wetenschappers ontdekt dat atoom zuurstof het beschadigde kunstwerk kan herstellen en behouden, de materialen van vliegtuigstructuren kunnen verbeteren en ook mensen kunnen profiteren, omdat het in diverse biomedische toepassingen kan worden gebruikt.

Camera's en draagbare apparaten

Er zijn verschillende manieren om atoomzuur op het oppervlak te beïnvloeden. Vacuümkamers worden meestal gebruikt. Ze variëren in grootte van de schoenendoos naar de installatie van 1,2 x 1,8 x 0,9 m. Met behulp van microgolf of radiofrequentie straling breken O _2- moleculen op in de toestand van atoomzuur. Een polymeermonster wordt in de kamer geplaatst, waarvan het erosieniveau de concentratie van de werkzame stof in de eenheid aangeeft.

Een andere manier om de stof toe te passen is een draagbaar apparaat waarmee u een smalle stroom oxidant naar een specifiek doel kunt leiden. Het is mogelijk om een batterij van dergelijke stromen te creëren die in staat zijn om een groot gebied van het behandelde oppervlak te bedekken.

Naarmate verder onderzoek doorgaat, zijn steeds meer industrieën geïnteresseerd in het gebruik van atoomzuur. NASA heeft veel partnerschappen, joint ventures en dochterondernemingen georganiseerd, die in de meeste gevallen succesvol zijn in diverse commerciële gebieden.

Atoom zuurstof voor het lichaam

De studie van de omvang van dit chemische element is niet beperkt tot de buitenruimte. Atoomzuur, waarvan de nuttige eigenschappen worden bepaald, maar nog meer te bestuderen, vonden veel medische toepassingen.

Het wordt gebruikt voor het texturen van het oppervlak van polymeren en maakt ze in staat om met bot te smelten. Polymeren afwermen meestal botcellen, maar een chemisch actief element creëert een textuur die de hechting verbetert. Dit zorgt voor een ander voordeel dat atoom zuurstof brengt - behandeling van ziektes van het spierstelsel.

Deze oxidator kan ook gebruikt worden om biologisch actieve verontreinigingen van chirurgische implantaten te verwijderen. Zelfs bij het moderniseren van sterilisatie vanaf het oppervlak van implantaten, is het moeilijk om alle resten van bacteriële cellen, genaamd endotoxinen, te verwijderen. Deze stoffen zijn organisch, maar niet leven, dus sterilisatie kan ze niet verwijderen. Endotoxinen kunnen ontsteking veroorzaken na de implantatie, die een van de belangrijkste oorzaken van pijn en mogelijke complicaties bij patiënten met een implantaat is.

Atoom zuurstof, met de nuttige eigenschappen waarmee u de prothese kunt reinigen en alle sporen van organische materialen verwijdert, vermindert het risico op postoperatieve ontsteking aanzienlijk. Dit resulteert in verbeterde chirurgische resultaten en verminderde pijn bij patiënten.

Reliëf voor diabetici

De technologie wordt ook gebruikt in glucosensensoren en andere biomedische monitors. Ze gebruiken acryl optische vezels, getextureerd met atoom zuurstof. Deze behandeling zorgt ervoor dat de vezels rode bloedcellen kunnen filteren, waardoor het bloedserum efficiënter wordt gecontacteerd met het chemische detectiecomponent van de monitor.

Volgens Sharon Miller, een elektrotechnisch ingenieur in de ruimte milieu en experimenten van het NASA Glenov Research Center, maakt dit de test nauwkeuriger en is er een veel kleinere hoeveelheid bloed nodig om het bloedsuikerspiegel van de testpersoon te meten. U kunt praktisch op elk deel van het lichaam een schot maken en genoeg bloed krijgen om het suikerniveau te bepalen.

Een andere manier om atoomzuur te krijgen is waterstofperoxide. Het is een veel sterkere oxidant dan moleculaire. Dit komt door het gemak waarmee peroxide ontleedt. Atoom zuurstof, gevormd in dit geval, werkt veel meer energetisch dan moleculaire zuurstof. Dit is de reden voor de praktische toepassing van waterstofperoxide: de vernietiging van moleculen kleurstoffen en micro-organismen.

restauratie

Wanneer kunstwerken blootgesteld worden aan het gevaar van onomkeerbare schade, kan atoom zuurstof worden gebruikt om organische verontreinigingen te verwijderen, waardoor het beeldmateriaal veilig zal zijn. Het proces verwijdert alle organische materialen, zoals koolstof of roet, maar heeft in de regel geen invloed op de verf. Pigmenten zijn meestal van anorganische oorsprong en zijn al geoxideerd, wat betekent dat zuurstof ze niet zal beschadigen. Organische kleurstoffen kunnen ook worden opgeslagen door de blootstellingstijd nauwkeurig te tellen. Het canvas is in volledige veiligheid, omdat atoomzuur alleen in contact is met het oppervlak van de foto.

Kunstwerken worden geplaatst in een vacuümkamer waarin deze oxidator gevormd wordt. Afhankelijk van de mate van schade kan de foto gedurende 20 tot 400 uur daar blijven. Voor speciale behandeling van het beschadigde gebied, dat een restauratie nodig heeft, kan ook een stroom atoom zuurstof worden gebruikt. Dit elimineert de noodzaak om kunstwerk in een vacuümkamer te plaatsen.

Zot en lippenstift - geen probleem

Musea, galeries en kerken begonnen met het Gemeentelijk Informatiecentrum te contacteren om hun kunstwerken te behouden en te herstellen. Het onderzoekscentrum bewees het vermogen om de beschadigde foto van Jackson Pollack te herstellen, de lippenstift van het canvas van Andy Warhol te herstellen en de rookgevaarde doeken van St. Stanislaus Church in Cleveland te redden. Het team van het Glenn Research Center gebruikte atoom zuurstof om een fragment te herstellen dat al eeuwen geleden werd beschouwd als de Italiaanse kopie van Rafaels schilderij Madonna in een stoel, in eigendom van de bisschoppelijke kerk van St. Alban in Cleveland.

Volgens banken is dit chemische element zeer effectief. Bij artistieke restauratie werkt het perfect. True, dit is niet iets dat in een fles kan worden gekocht, maar veel effectiever.

De toekomst leren

NASA heeft op vergoedbare basis gewerkt met veel partijen die geïnteresseerd zijn in atoomzuur. Glennovsky Research Center diende personen waarvan de waardevolle kunstwerken door huishoudelijke brandwonden werden beschadigd, evenals bedrijven die het gebruik van deze stof in biomedische toepassingen zochten, zoals LightPointe Medical van Eden Prairie, Minnesota. Het bedrijf heeft veel toepassingen van atoomzuur ontdekt en gaat nog meer vinden.

Volgens banken zijn er veel onontdekte gebieden. Een aanzienlijk aantal toepassingen voor ruimtetechnologie zijn ontdekt, maar waarschijnlijk nog meer verborgen buiten ruimtetechnologieën.

Ruimte in de dienst van de mens

De groep wetenschappers hoopt door te gaan met het bestuderen van de manieren om atoomzuur te gebruiken, evenals de reeds gevonden veelbelovende richtingen. Veel technologieën zijn gepatenteerd, en het GIC-team hoopt dat bedrijven een aantal licenties zullen verkopen en commercialiseren, waardoor de mensheid nog meer voordeel zal hebben.

Onder bepaalde omstandigheden kan atoom zuurstof schade veroorzaken. Dankzij de onderzoekers van NASA maakt deze stof momenteel een positieve bijdrage aan de verkenning van ruimte en leven op aarde. Of het nu gaat om het behoud van waardevolle kunstwerken of de verbetering van mensen, atoomzuur is de sterkste manier. Werken met hem wordt honderdvoudig beloond, en haar resultaten zijn direct zichtbaar.