ลองนึกภาพภาพวาดอันล้ำค่าซึ่งถูกไฟเผาทำลายล้าง สีสวย ใช้ความพยายามอย่างมากในหลายเฉดสี หายไปภายใต้ชั้นของเขม่าดำ ดูเหมือนว่าผลงานชิ้นเอกจะหายไปอย่างถาวร
เวทย์มนตร์วิทยาศาสตร์
แต่อย่าสิ้นหวัง รูปภาพถูกวางไว้ในห้องสุญญากาศ ซึ่งภายในมีการสร้างสารทรงพลังที่มองไม่เห็นซึ่งเรียกว่าออกซิเจนอะตอม เมื่อเวลาผ่านไปหลายชั่วโมงหรือหลายวัน คราบจุลินทรีย์จะค่อยๆ หายไปแต่ก็หายไป และสีก็เริ่มปรากฏขึ้นอีกครั้ง เคลือบแล็คเกอร์ใสสดแล้ว ภาพวาดก็กลับคืนสู่ความรุ่งเรืองในอดีต
อาจดูเหมือนเวทมนตร์ แต่มันคือวิทยาศาสตร์ วิธีการที่พัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ที่ Glenn Research Center (GRC) ของ NASA ใช้ออกซิเจนปรมาณูเพื่อรักษาและฟื้นฟูงานศิลปะที่เสียหายอย่างไม่สามารถแก้ไขได้ สารด้วยสามารถฆ่าเชื้อรากฟันเทียมสำหรับร่างกายมนุษย์ได้อย่างสมบูรณ์ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการอักเสบได้อย่างมาก สำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวาน สามารถปรับปรุงอุปกรณ์ตรวจวัดระดับน้ำตาลในเลือดที่ต้องการเลือดเพียงส่วนเดียวที่จำเป็นสำหรับการทดสอบก่อนหน้านี้ เพื่อให้ผู้ป่วยสามารถตรวจสอบสภาพของตนเองได้ สารนี้สามารถกำหนดพื้นผิวของโพลีเมอร์เพื่อให้เซลล์กระดูกยึดเกาะได้ดีขึ้น ซึ่งเปิดโอกาสใหม่ๆ ในการแพทย์
และสารอันทรงพลังนี้สามารถหาได้จากอากาศบางๆโดยตรง
ออกซิเจนอะตอมและโมเลกุล
ออกซิเจนมีอยู่หลายรูปแบบ ก๊าซที่เราหายใจเข้าไปเรียกว่า O2 ซึ่งหมายความว่ามันประกอบด้วยอะตอมสองอะตอม นอกจากนี้ยังมีออกซิเจนอะตอมซึ่งมีสูตรคือ O (หนึ่งอะตอม) รูปแบบที่สามขององค์ประกอบทางเคมีนี้คือ O3 นี่คือโอโซนซึ่งตัวอย่างที่พบในชั้นบรรยากาศของโลก
อะตอมออกซิเจนในสภาพธรรมชาติบนพื้นผิวโลกไม่สามารถอยู่ได้นาน มีปฏิกิริยาตอบสนองสูงมาก ตัวอย่างเช่น ออกซิเจนอะตอมมิกในน้ำก่อให้เกิดไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ แต่ในอวกาศซึ่งมีรังสีอัลตราไวโอเลตอยู่มาก O2 โมเลกุลจะแตกออกง่ายกว่าเพื่อสร้างรูปอะตอม บรรยากาศในวงโคจรต่ำของโลกมีออกซิเจนอะตอม 96% ในช่วงแรก ๆ ของภารกิจกระสวยอวกาศของ NASA มันทำให้เกิดปัญหา
เป็นอันตรายต่อความดี
ตามที่ Bruce Banks นักฟิสิกส์อาวุโสที่ Alphaport ซึ่งเป็นบริษัทในเครือด้านการวิจัยสภาพแวดล้อมในอวกาศของ Glenn Center หลังจากเที่ยวบินแรกๆ ของกระสวยอวกาศ วัสดุก่อสร้างดูเหมือนถูกปกคลุมด้วยน้ำค้างแข็ง (พวกมันถูกกัดเซาะอย่างหนักและมีพื้นผิว) ออกซิเจนปรมาณูทำปฏิกิริยากับวัสดุผิวของยานอวกาศออร์แกนิก และค่อยๆ สร้างความเสียหายแก่พวกมัน
GIZ เริ่มตรวจสอบสาเหตุของความเสียหาย ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงไม่เพียงแต่สร้างวิธีการปกป้องยานอวกาศจากออกซิเจนอะตอมมิกเท่านั้น แต่ยังพบวิธีการใช้พลังทำลายล้างที่อาจเกิดขึ้นจากองค์ประกอบทางเคมีนี้เพื่อปรับปรุงชีวิตบนโลกอีกด้วย
การกัดเซาะในอวกาศ
เมื่อยานอวกาศโคจรรอบโลกต่ำ (ซึ่งยานพาหนะที่บรรจุคนถูกปล่อยและที่สถานีอวกาศนานาชาติ) ออกซิเจนปรมาณูที่เกิดขึ้นจากบรรยากาศที่เหลือจะทำปฏิกิริยากับพื้นผิวของยานอวกาศ ทำให้เกิดความเสียหายกับพวกมัน ในระหว่างการพัฒนาระบบจ่ายไฟของสถานี มีความกังวลว่าแผงโซลาร์เซลล์ที่ทำจากโพลีเมอร์จะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วเนื่องจากการทำงานของตัวออกซิไดเซอร์แบบแอคทีฟ
แก้วยืดหยุ่น
นาซ่าพบทางออก กลุ่มนักวิทยาศาสตร์จาก Glenn Research Center ได้พัฒนาการเคลือบฟิล์มบางสำหรับเซลล์สุริยะซึ่งมีภูมิคุ้มกันต่อการกระทำขององค์ประกอบที่กัดกร่อน ซิลิกอนไดออกไซด์หรือแก้วถูกออกซิไดซ์อยู่แล้ว จึงไม่สามารถรับความเสียหายจากออกซิเจนอะตอมมิกได้ นักวิจัยทำให้เกิดการเคลือบแก้วซิลิกอนโปร่งใสบางจนยืดหยุ่นได้ ชั้นป้องกันนี้ยึดเกาะพอลิเมอร์ของแผงอย่างแน่นหนา และปกป้องจากการกัดเซาะโดยไม่ลดทอนคุณสมบัติทางความร้อนของแผง สารเคลือบได้ประสบความสำเร็จในการปกป้องแผงโซลาร์เซลล์ของสถานีอวกาศนานาชาติ และยังใช้เพื่อปกป้องเซลล์แสงอาทิตย์ของเมียร์อีกด้วย
แผงโซลาร์เซลล์สามารถอยู่ในอวกาศได้สำเร็จมานานกว่าทศวรรษ
ฝึกพลัง
ด้วยการทดสอบหลายร้อยครั้งซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการพัฒนาสารเคลือบที่ทนต่อออกซิเจนของอะตอม ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่ Glenn Research Center ได้รับประสบการณ์ในการทำความเข้าใจวิธีการทำงานของสารเคมี ผู้เชี่ยวชาญมองเห็นความเป็นไปได้อื่นๆ ในการใช้องค์ประกอบเชิงรุก
ตามที่ Banks ระบุ กลุ่มได้เรียนรู้การเปลี่ยนแปลงทางเคมีพื้นผิว การพังทลายของสารอินทรีย์ คุณสมบัติของออกซิเจนปรมาณูคือสามารถขจัดสารอินทรีย์ ไฮโดรคาร์บอน ซึ่งไม่ทำปฏิกิริยากับสารเคมีทั่วไปอย่างง่ายดาย
นักวิจัยค้นพบวิธีใช้งานมากมาย พวกเขาเรียนรู้ว่าออกซิเจนอะตอมมิกเปลี่ยนพื้นผิวของซิลิโคนให้เป็นแก้ว ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในการทำให้ส่วนประกอบผนึกอย่างผนึกแน่นโดยไม่เกาะติดกัน กระบวนการนี้พัฒนาขึ้นเพื่อผนึกสถานีอวกาศนานาชาติ นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังได้ค้นพบว่าออกซิเจนอะตอมมิกสามารถซ่อมแซมและบำรุงรักษาเซลล์ที่เสียหายได้งานศิลปะ ปรับปรุงวัสดุของโครงสร้างเครื่องบิน ตลอดจนเป็นประโยชน์ต่อผู้คน เนื่องจากสามารถใช้ในการใช้งานด้านชีวการแพทย์ที่หลากหลาย
กล้องและอุปกรณ์พกพา
ออกซิเจนปรมาณูสามารถส่งผลกระทบต่อพื้นผิวได้หลายวิธี นิยมใช้ห้องสุญญากาศมากที่สุด มีขนาดตั้งแต่กล่องรองเท้าจนถึงการติดตั้ง 1.2 x 1.8 x 0.9 ม. การใช้คลื่นไมโครเวฟหรือคลื่นความถี่วิทยุ O2 โมเลกุลจะแตกตัวเป็นออกซิเจนอะตอมมิก วางตัวอย่างโพลีเมอร์ไว้ในห้องเพาะเลี้ยง ระดับการกัดเซาะซึ่งบ่งชี้ความเข้มข้นของสารออกฤทธิ์ภายในการติดตั้ง
อีกวิธีหนึ่งในการใช้สารคืออุปกรณ์พกพาที่ช่วยให้คุณกำหนดทิศทางของตัวออกซิไดเซอร์ที่แคบไปยังเป้าหมายเฉพาะได้ เป็นไปได้ที่จะสร้างแบตเตอรี่ของสตรีมดังกล่าวที่สามารถครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ของพื้นผิวที่รับการรักษา
เมื่อมีการวิจัยมากขึ้น อุตสาหกรรมจำนวนมากขึ้นแสดงความสนใจในการใช้ออกซิเจนอะตอมมิก NASA ได้จัดตั้งพันธมิตร กิจการร่วมค้า และบริษัทในเครือมากมายที่ประสบความสำเร็จในด้านการค้าจำนวนมากในกรณีส่วนใหญ่
ออกซิเจนอะตอมสำหรับร่างกาย
การศึกษาขอบเขตขององค์ประกอบทางเคมีนี้ไม่ได้จำกัดอยู่แค่ในอวกาศ ออกซิเจนปรมาณูซึ่งมีการระบุคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ แต่ยังต้องศึกษาอีกมาก พบทางการแพทย์มากมายแอปพลิเคชั่น
ใช้เพื่อทำให้พื้นผิวของโพลีเมอร์มีเนื้อสัมผัสและทำให้สามารถหลอมรวมกับกระดูกได้ โพลิเมอร์มักจะขับไล่เซลล์กระดูก แต่องค์ประกอบที่ออกฤทธิ์ทางเคมีจะสร้างพื้นผิวที่ช่วยเพิ่มการยึดเกาะ สิ่งนี้นำไปสู่ประโยชน์อีกประการหนึ่งที่ออกซิเจนอะตอมนำมา - การรักษาโรคของระบบกล้ามเนื้อและกระดูก
สารออกซิไดซ์นี้ยังใช้เพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนทางชีวภาพออกจากรากฟันเทียมแบบผ่าตัดได้อีกด้วย แม้จะใช้วิธีฆ่าเชื้อแบบสมัยใหม่ แต่ก็อาจเป็นเรื่องยากที่จะขจัดสิ่งตกค้างของเซลล์แบคทีเรียที่เรียกว่าเอนโดทอกซินออกจากพื้นผิวของรากฟันเทียม สารเหล่านี้เป็นอินทรีย์ แต่ไม่มีชีวิต ดังนั้นการทำหมันจึงไม่สามารถกำจัดออกได้ เอนโดทอกซินสามารถทำให้เกิดการอักเสบหลังการปลูกถ่าย ซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของความเจ็บปวดและภาวะแทรกซ้อนที่อาจเกิดขึ้นในผู้ป่วยที่ปลูกถ่าย
อะตอมออกซิเจนซึ่งมีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ช่วยให้คุณทำความสะอาดอวัยวะเทียมและขจัดร่องรอยของสารอินทรีย์ทั้งหมด ช่วยลดความเสี่ยงของการอักเสบหลังผ่าตัดได้อย่างมาก ส่งผลให้การผ่าตัดดีขึ้นและผู้ป่วยเจ็บน้อยลง
บรรเทาผู้ป่วยเบาหวาน
เทคโนโลยีนี้ยังใช้ในเซ็นเซอร์กลูโคสและจอภาพวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตอื่นๆ พวกเขาใช้เส้นใยแก้วนำแสงอะคริลิกที่มีพื้นผิวด้วยออกซิเจนอะตอมมิก การประมวลผลนี้ช่วยให้เส้นใยกรองเซลล์เม็ดเลือดแดง ทำให้ซีรั่มเลือดติดต่อกับ. ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นส่วนประกอบของจอภาพตรวจจับสารเคมี
ตามที่ชารอน มิลเลอร์ วิศวกรไฟฟ้าในแผนกสิ่งแวดล้อมและการทดลองในอวกาศที่ศูนย์วิจัยเกล็นน์ของนาซ่ากล่าวว่า การทดสอบนี้แม่นยำยิ่งขึ้น ในขณะที่ต้องใช้เลือดในปริมาณที่น้อยกว่ามากในการวัดระดับน้ำตาลในเลือดของบุคคล คุณสามารถฉีดยาได้ทุกที่ในร่างกายและรับเลือดเพียงพอเพื่อกำหนดระดับน้ำตาลในเลือดของคุณ
วิธีรับอะตอมออกซิเจนอีกวิธีหนึ่งคือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงกว่าโมเลกุลมาก นี่เป็นเพราะความสะดวกในการสลายตัวของเปอร์ออกไซด์ ออกซิเจนอะตอมมิกซึ่งเกิดขึ้นในกรณีนี้ทำหน้าที่อย่างกระฉับกระเฉงกว่าออกซิเจนระดับโมเลกุล นี่คือเหตุผลสำหรับการใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในทางปฏิบัติ: การทำลายโมเลกุลของสีย้อมและจุลินทรีย์
ฟื้นฟู
เมื่องานศิลปะตกอยู่ในอันตรายจากความเสียหายที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ สามารถใช้ออกซิเจนอะตอมมิกเพื่อขจัดสารปนเปื้อนอินทรีย์ โดยปล่อยให้วัสดุภาพวาดไม่เสียหาย กระบวนการนี้จะกำจัดสารอินทรีย์ทั้งหมด เช่น คาร์บอนหรือเขม่า แต่โดยทั่วไปใช้ไม่ได้กับสี เม็ดสีส่วนใหญ่เป็นสารอนินทรีย์และมีการออกซิไดซ์อยู่แล้ว ซึ่งหมายความว่าออกซิเจนจะไม่ทำลายมัน นอกจากนี้ยังสามารถบันทึกสีย้อมอินทรีย์ได้ด้วยระยะเวลาในการเปิดรับแสงอย่างระมัดระวัง ผืนผ้าใบมีความปลอดภัยอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากออกซิเจนปรมาณูสัมผัสกับพื้นผิวของภาพวาดเท่านั้น
งานศิลปะถูกวางไว้ในห้องสุญญากาศในซึ่งเป็นสารออกซิไดซ์ ภาพวาดสามารถอยู่ที่นั่นได้ตั้งแต่ 20 ถึง 400 ชั่วโมงทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระดับของความเสียหาย กระแสของออกซิเจนปรมาณูยังสามารถนำมาใช้สำหรับการรักษาพิเศษในพื้นที่ที่เสียหายซึ่งจำเป็นต้องได้รับการฟื้นฟู ทำให้ไม่จำเป็นต้องวางงานศิลปะในห้องสุญญากาศ
เขม่ากับลิปสติกไม่ใช่ปัญหา
พิพิธภัณฑ์ แกลเลอรี่ และโบสถ์ได้เริ่มติดต่อ GIC เพื่อรักษาและฟื้นฟูงานศิลปะของพวกเขา ศูนย์วิจัยได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการฟื้นฟูภาพวาดที่เสียหายของแจ็คสัน พอลแล็ค ลบลิปสติกออกจากภาพวาดของแอนดี้ วอร์ฮอล และเก็บรักษาผืนผ้าใบที่ได้รับความเสียหายจากควันไฟที่โบสถ์เซนต์สตานิสลอสในคลีฟแลนด์ ทีมศูนย์วิจัย Glenn ใช้ออกซิเจนปรมาณูเพื่อฟื้นฟูชิ้นส่วนที่คิดว่าจะสูญหาย ซึ่งเป็นสำเนาของ Madonna in the Chair ของอิตาลีอายุหลายศตวรรษ ซึ่งเป็นเจ้าของโดยโบสถ์เอพิสโกพัลเซนต์อัลบันในคลีฟแลนด์
ตามที่ธนาคารกำหนด องค์ประกอบทางเคมีนี้มีประสิทธิภาพมาก ในการบูรณะอย่างมีศิลปะ มันทำงานได้อย่างสมบูรณ์ จริงอยู่ นี่ไม่ใช่สิ่งที่สามารถซื้อได้ในขวด แต่มีประสิทธิภาพมากกว่ามาก
สำรวจอนาคต
NASA ได้ดำเนินการคืนเงินให้กับหลายฝ่ายที่สนใจเกี่ยวกับออกซิเจนอะตอมมิก ศูนย์วิจัย Glenn ให้บริการแก่บุคคลที่งานศิลปะล้ำค่าได้รับความเสียหายจากไฟไหม้บ้าน เช่นเดียวกับบริษัทต่างๆ ที่มองหาการใช้สารนี้ในการใช้งานด้านชีวการแพทย์ เช่น LightPointe Medical ของ Eden Prairie, Minnesota บริษัทได้ค้นพบการใช้ออกซิเจนปรมาณูหลายอย่างและกำลังมองหาข้อมูลเพิ่มเติม
ตามธนาคาร มีหลายพื้นที่ที่ยังมิได้สำรวจ มีการค้นพบแอปพลิเคชั่นจำนวนมากสำหรับเทคโนโลยีอวกาศ แต่อาจมีมากกว่าที่ซุ่มซ่อนอยู่นอกเทคโนโลยีอวกาศ
พื้นที่บริการมนุษย์
กลุ่มนักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะดำเนินการสำรวจวิธีการใช้ออกซิเจนปรมาณูต่อไป เช่นเดียวกับแนวทางที่มีแนวโน้มว่าจะได้พบแล้ว เทคโนโลยีมากมายได้รับการจดสิทธิบัตรแล้ว และทีมงาน GIZ หวังว่าบริษัทต่างๆ จะอนุญาตและทำการค้าบางส่วน ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติมากยิ่งขึ้น
ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ออกซิเจนอะตอมมิกอาจทำให้เกิดความเสียหายได้ ต้องขอบคุณนักวิจัยของ NASA ที่สารนี้มีส่วนช่วยในการสำรวจอวกาศและสิ่งมีชีวิตบนโลก ไม่ว่าจะเป็นการอนุรักษ์งานศิลปะอันล้ำค่าหรือการรักษาผู้คน ออกซิเจนปรมาณูเป็นเครื่องมือที่แข็งแกร่งที่สุด การทำงานกับเขาได้รับรางวัลเป็นร้อยเท่าและเห็นผลทันที