Atóm súrefni: gagnlegar eiginleika. Hvað er atomic súrefni?

Ímyndaðu þér ómetanlegt mynd sem var spillt af hrikalegum eldi. Fínn málning, sem er sársaukafullt beitt í ýmsum tónum, hvarf undir laginu af svörtum sótum. Það virðist sem meistaraverkið er óafturkræft glatað.

Vísindaleg galdur

En ekki örvænta. Myndin er sett í lofttæmisklefa þar sem ósýnilega öflugt efni sem kallast súrefnis súrefni er búið til. Innan nokkurra klukkustunda eða daga hægt, en örugglega ræsirnir fara í burtu, og litarnir byrja að birtast aftur. Nær með ferskt lag af skýrum skúffu, fer myndin aftur til fyrri dýrðarinnar.

Það kann að virðast að þetta sé galdur, en þetta er vísindi. Aðferðin sem þróuð er af vísindamönnum við Glennovsky Research Center (GIC) NASA notar atóm súrefnis til að varðveita og endurheimta listaverk sem annars hefði verið óbætanlega skemmt. Efnið er einnig hægt að fullkomlega sótthreinsa skurðaðgerð ígræðslu hannað fyrir mannslíkamann, sem dregur verulega úr líkum á bólgu. Hjá sjúklingum með sykursýki getur það bætt blóðsykursstýringartæki, sem krefst aðeins hluta blóðsins sem áður var krafist til að prófa þannig að sjúklingar geti stjórnað ástandi þeirra. Efnið getur áferð yfirborð fjölliður til betri viðloðun beinfrumna, sem opnar nýja möguleika í læknisfræði.

Og þetta öfluga efni er hægt að nálgast beint úr loftinu.

Atóm og sameindar súrefni

Súrefni er til í nokkrum mismunandi myndum. The gas við anda er kallað O ₂ , það er, það samanstendur af tveimur atómum. Það er einnig súrefnis súrefni, formúlan sem er O (eitt atóm). Þriðja form þessa efnisþáttar er O ₃ . Þetta er óson, sem td er til staðar í efri lögum jarðarinnar.

Atóm súrefni í náttúrulegum aðstæðum á yfirborði jarðar getur ekki verið í langan tíma. Það hefur afar mikil viðbrögð. Til dæmis myndar súrefnis súrefnis í vatni vetnisperoxíð. En í geimnum, þar sem mikið magn af útfjólubláum geislun er, eyðileggja O2 sameindirnar auðveldlega og mynda kjarnorkuvopn. Andrúmsloftið í lítilli jarðvegi er 96% sem samanstendur af atóms súrefnis. Í upphafi geimskipaskipta NASA-verkefnisins vakti viðvera hennar vandamál.

Hættu að góðu

Samkvæmt Bruce Banks, eldri eðlisfræðingur í Alpaport, sem rannsakar geimhverfið í Glenn Center útibúinu, eftir fyrstu skutflugið, sáu efnið í uppbyggingu sinni eins og þau voru þakin frosti (þau voru mjög þurrkuð og áferð). Atóm súrefnis bregst við lífrænum efnum í þekjubylgjutækjum, sem skemma þau smám saman.

Sveitarstjórn upplýsingamiðstöðin fór fram rannsókn á orsökum tjónsins. Þar af leiðandi stofnuðu vísindamenn ekki aðeins aðferðir til að vernda geimfar frá atómfræðilegu súrefni. Þeir fundu einnig leið til að nota hugsanlega eyðileggjandi kraft þessa efnisþáttar til að bæta lífið á jörðinni.

Erosion í geimnum

Þegar geimfar er í jarðvegi sporbrautar (þar sem menntaðir ökutæki eru að fara og þar sem ISS byggir á), getur súrefnis súrefni, sem myndast úr leifaratriðum, brugðist við yfirborð geimfaranna, sem leiðir til þess að þau eru skemmd. Við þróun á aflgjafakerfi stöðvarinnar voru óttir um að rafhlöður úr sólfrumum úr fjölliður myndu gangast undir skyndilega eyðingu vegna aðgerða þessa virku oxandi efnisins.

Sveigjanlegt gler

NASA fann lausn. Hópur vísindamanna frá Glenn Research Center þróaði þunnt filmuhúð fyrir sólfrumur sem voru ónæmur fyrir aðgerð árásargjarns frumefnis. Kísildíoxíð, eða gler, er nú þegar oxað, þannig að það er ekki hægt að skemma af súrefnisatriðum. Rannsakendur skapa lag af gagnsæri sílikonglasi, svo þunnt að það varð sveigjanlegt. Þetta hlífðar lag festur vel við fjölliðuna á spjaldið og verndar það gegn rof, án þess að skemma hitastig þess. Húðin verndar enn frekar sólfrumur Alþjóðlegrar geimstöðvarinnar og var einnig notuð til að vernda ljósritana á Mir stöðinni.

Samkvæmt bankum hafa sólarplötur tekist að standast meira en tíu ára dvöl í rúminu.

The Taming of Power

Eftir að hafa lokið hundruðum prófana sem voru hluti af þróun laga sem var ónæm gegn súrefnisatómum, fengu hópur vísindamanna frá Glenn Research Center reynslu til að skilja hvernig þessi efnaverk vinna. Sérfræðingar sáu aðra möguleika á að nota árásargjarn þáttur.

Samkvæmt bankum varð hópurinn meðvituð um breytingu á efnafræði í yfirborðinu, rof lífrænna efna. Eiginleikar súrefnis súrefnis eru þannig að það er hægt að fjarlægja lífrænt efni, kolvetni sem ekki hvarf auðveldlega við venjuleg efni.

Rannsakendur fundu margar leiðir til að nota það. Þeir lærðu að súrefnis súrefni umbreytir kísilflötin í gler, sem getur verið gagnlegt við að búa til hluti með innsigluðu innsigli án þess að standa við hvert annað. Þetta ferli var hannað til að innsigla alþjóðlega geimstöðina. Þar að auki hafa vísindamenn uppgötvað að súrefnis súrefnis geti endurheimt og varðveitt skemmd listaverk, bætt efni í loftförum og einnig gagnast fólki þar sem hægt er að nota það í ýmsum líffræðilegum forritum.

Myndavélar og Portable Tæki

Það eru ýmsar leiðir til að hafa áhrif á súrefnis súrefnis á yfirborðinu. Tómarúmskammar eru oftast notaðar. Þau eru breytileg í stærð frá skófaboxinu til uppsetningar á 1,2 x 1,8 x 0,9 m. Með hjálp örbylgjuofn- eða útvarpsbylgju brjótast O ₂ sameindir upp í ástand súrefnis súrefnis. Fjölliða sýni er komið fyrir í hólfið, þar sem magn erosíns gefur til kynna styrk virka efnisins innan einingarinnar.

Önnur leið til að sækja efnið er flytjanlegur tæki sem gerir þér kleift að beina þröngum straumi oxunarefnis til ákveðins mark. Það er hægt að búa til rafhlöðu af slíkum straumum sem geta fjallað um stórt svæði meðhöndlaðs yfirborðs.

Eins og frekari rannsóknir halda áfram hefur vaxandi fjöldi atvinnugreina áhuga á að nota súrefnisatóm. NASA hefur skipulagt mörg samstarf, samrekstur og dótturfélög, sem í flestum tilfellum hafa gengið vel á ýmsum viðskiptasvæðum.

Atóm súrefni fyrir líkamann

Rannsóknin á umfangi þessa efnisþáttar er ekki takmörkuð við geimnum. Atóm súrefni, þar sem gagnlegar eiginleikar þess eru ákvörðuð, en jafnvel meira til að rannsaka, fundust margar læknisfræðilegar umsóknir.

Það er notað til að áferð yfirborð fjölliður og gerir þeim kleift að sameina með beinum. Fjölliður fjarlægja venjulega beinafrumur, en efnafræðilega virkur þáttur skapar áferð sem eykur viðloðun. Þetta veldur öðrum ávinningi sem kjarna súrefni leiðir til - meðferð sjúkdóma í stoðkerfi.

Þessi oxunarefni er einnig hægt að nota til að fjarlægja líffræðilega virka mengunarefnið úr skurðaðgerðarígræðslum. Jafnvel með nútíma æfingu við sótthreinsun frá yfirborði innræta er erfitt að fjarlægja öll leifar af bakteríufrumum sem kallast endotoxín. Þessi efni eru lífræn, en ekki lifandi, þannig að ófrjósemisaðgerð er ekki hægt að fjarlægja. Endotoxín geta valdið bólgu eftir ígræðslu, sem er ein helsta orsakir sársauka og hugsanlegra fylgikvilla hjá sjúklingum með ígræðslu.

Atóm súrefni, þar sem gagnlegar eiginleikar sem leyfa þér að hreinsa prótínið og fjarlægja öll snefilefni lífrænna efna, dregur verulega úr hættu á bólgu eftir aðgerð. Þetta leiðir til betri skurðaðgerða og minni verkja hjá sjúklingum.

Léttir fyrir sykursýki

Tæknin er einnig notuð í glúkósa skynjara og öðrum líffræðilegum fylgist með. Þeir nota akríl sjón trefjar, áferð með atóm súrefni. Þessi meðferð gerir trefjum kleift að sía út rauð blóðkorn, þar sem blóðserminn skilar skilvirkari snertingu við efnafræðilega skynjunarþáttinn á skjánum.

Samkvæmt Sharon Miller, rafmagnsverkfræðingur í geimhverfis- og tilraunadeild NASA Glenov rannsóknarstofunnar, gerir þetta prófið nákvæmara og mun minni magn blóðs er nauðsynlegt til að mæla blóðsykur prófunaraðila. Þú getur skotið nánast á hvaða hluta líkamans og fengið nóg blóð til að ákvarða magn sykurs.

Önnur leið til að fá atomic súrefni er vetnisperoxíð. Það er miklu sterkari oxunarefni en sameinda. Þetta er vegna þess að vellíðan sem peroxíð niðurbrotnar. Atóm súrefni, sem myndast í þessu tilfelli, virkar miklu meira vitsmunalega en sameinda súrefni. Þetta er ástæðan fyrir hagnýtingu vetnisperoxíðs: eyðingu sameinda litarefna og örvera.

Endurreisn

Þegar listaverkefni verða fyrir hættu á óafturkræfum skemmdum getur verið notað súrefnis súrefni til að fjarlægja lífræna mengunarefni, sem skilur myndirnar örugg. Ferlið fjarlægir öll lífrænt efni, svo sem kolefni eða sót, en að jafnaði hefur það ekki áhrif á málningu. Litarefni eru aðallega af ólífrænum uppruna og eru nú þegar oxaðir, sem þýðir að súrefni muni ekki skemma þau. Lífræn litarefni geta einnig verið geymd með því að meta útsetningartímann vandlega. Læknan er í fullkomnu öryggi, þar sem súrefnis súrefnis er aðeins í snertingu við yfirborðið á myndinni.

Verklistir eru settar í tómarúmshólf þar sem þetta oxandi efni er myndað. Það fer eftir því hversu miklum skemmdum er, þar sem myndin er hægt að vera þar í 20 til 400 klukkustundir. Til sérstakrar meðhöndlunar á skemmdum svæðinu, sem þarfnast endurreisnar, er einnig hægt að nota straum af súrefnis súrefni. Þetta útilokar þörfina á að setja listaverk í tómarúmshólfi.

Sót og varalitur - ekki vandamál

Söfn, gallerí og kirkjur byrjuðu að hafa samband við upplýsingamiðstöðina til að varðveita og endurheimta listaverk sín. Rannsóknarmiðstöðin sýndi getu til að endurheimta skemmd mynd af Jackson Pollack, fjarlægja varalitur úr striga Andy Warhol og bjarga reykskemmdum dósum St. Stanislaus kirkjunnar í Cleveland. Liðið á Glenn Research Center notaði kjarna súrefni til að endurheimta brot sem talið var týnt, fyrir áratugum, ítalska útgáfuna af málverki Rafaels Madonna í formi, í eigu Episcopal Church of St. Alban í Cleveland.

Samkvæmt banka er þessi efnafræðilegur þáttur mjög árangursríkur. Í listrænum endurreisn virkar það fullkomlega. True, þetta er ekki eitthvað sem hægt er að kaupa í flösku, en það er mun skilvirkara.

Lærðu framtíðina

NASA á endurgreiðanlegan hátt vann með mörgum aðilum sem hafa áhuga á súrefnisatriðum. Glennovsky Research Center þjónaði einstaklingum sem ómetanlegar listaverk voru skemmdir af innlendum eldsvoða og fyrirtækjum sem leitast við að nota þetta efni í líffræðilegum forritum, svo sem LightPointe Medical frá Eden Prairie, Minnesota. Félagið hefur uppgötvað marga notkun súrefnis súrefnis og er að finna enn meira.

Samkvæmt Bankar eru mörg óútskýrð svæði. Mikill fjöldi umsókna um pláss tækni hefur verið uppgötvað, en líklega jafnvel fleiri eru falin utan geimtækni.

Rúm í þjónustu mannsins

Hóp vísindamanna vonast til að halda áfram að læra hvernig hægt er að nota súrefnisatóm, auk þess sem þegar er að finna efnilegur áttir. Mörg tækni hefur verið einkaleyfi og GIC liðið vonast til þess að fyrirtæki muni leyfa og markaðssetja nokkrar af þeim sem mun leiða enn frekar til mannkyns.

Undir ákveðnum kringumstæðum getur súrefnis súrefni valdið skemmdum. Þökk sé vísindamönnum NASA, þetta efni er nú að jákvæðu framlagi til að kanna rými og líf á jörðinni. Hvort sem það er varðveisla ómetanlegrar listaverkar eða umbætur fólks, er súrefnis súrefni sterkasta leiðin. Vinna með honum er verðlaunaður hundraðfold og niðurstöður hennar eru strax sýnilegar.