Oksigen atom: khasiat yang berguna. Apa itu oksigen atom?

Bayangkan sebuah gambar yang tak ternilai harganya yang dimanjakan oleh api yang menghancurkan. Cat halus, dengan susah payah diaplikasikan dalam berbagai warna, hilang di bawah lapisan jelaga hitam. Tampaknya mahakarya itu hilang secara tak terelakkan.

Sihir ilmiah

Tapi jangan putus asa. Gambar ditempatkan di ruang vakum di mana zat kuat tak terlihat yang disebut oksigen atomik dibuat. Dalam beberapa jam atau hari perlahan, tapi pastinya penggerebekannya hilang, dan warnanya mulai nampak lagi. Tercakup dengan lapisan pernis bening yang segar, gambar itu kembali ke kejayaannya semula.

Kelihatannya ini ajaib, tapi ini sains. Metode yang dikembangkan oleh para ilmuwan di Glennovsky Research Center (GIC) NASA menggunakan oksigen atom untuk melestarikan dan memulihkan karya seni yang seharusnya tidak dapat diperbaiki lagi. Zat ini juga mampu sepenuhnya sterilisasi implan bedah yang dirancang untuk tubuh manusia, yang secara signifikan mengurangi risiko peradangan. Untuk penderita diabetes, dapat memperbaiki perangkat pemantauan glukosa, yang hanya memerlukan sebagian darah yang sebelumnya dibutuhkan untuk pengujian sehingga pasien dapat mengendalikan kondisi mereka. Zat dapat memberi tekstur pada permukaan polimer untuk adhesi sel tulang yang lebih baik, yang membuka kemungkinan baru dalam pengobatan.

Dan zat kuat ini bisa didapat langsung dari udara.

Atom dan molekul oksigen

Oksigen ada dalam beberapa bentuk yang berbeda. Gas yang kita hirup disebut O ₂ , yaitu, terdiri dari dua atom. Ada juga oksigen atom , rumusnya adalah O (satu atom). Bentuk ketiga unsur kimia ini adalah O ₃ . Ini adalah ozon, yang, misalnya, terjadi di lapisan atas atmosfer bumi.

Oksigen atom dalam kondisi alami di permukaan bumi tidak bisa ada untuk waktu yang lama. Ini memiliki reaktivitas yang sangat tinggi. Misalnya, oksigen atom dalam air membentuk hidrogen peroksida. Tapi di ruang angkasa, di mana ada sejumlah besar radiasi ultraviolet, molekul O ₂ lebih mudah membusuk, membentuk bentuk atom. Atmosfer di orbit Bumi rendah adalah 96% tersusun dari oksigen atom. Pada awal perjalanan antariksa misi NASA, kehadirannya menimbulkan masalah.

Harm untuk baik

Menurut Bruce Banks, seorang fisikawan senior di Alpaport, yang mempelajari lingkungan luar angkasa di cabang Glenn Centre, setelah beberapa penerbangan antar-jemput pertama, bahan-bahan dari strukturnya tampak seperti ditutup dengan embun beku (sangat terkikis dan bertekstur). Oksigen atom bereaksi dengan bahan organik dari penutup kendaraan luar angkasa, secara bertahap merusaknya.

Pusat Informasi Kotamadya berusaha menyelidiki penyebab kerusakan tersebut. Akibatnya, para peneliti tidak hanya menciptakan metode untuk melindungi pesawat ruang angkasa dari oksigen atom, mereka juga menemukan cara untuk menggunakan kekuatan destruktif potensial dari unsur kimia ini untuk memperbaiki kehidupan di Bumi.

Erosi di ruang angkasa

Ketika sebuah pesawat ruang angkasa berada di orbit rendah bumi (di mana kendaraan berawak berangkat dan di mana ISS berbasis), oksigen atomik, terbentuk dari atmosfir sisa, dapat bereaksi dengan permukaan pesawat ruang angkasa, akibatnya kerusakannya. Saat mengembangkan sistem catu daya stasiun, ada kekhawatiran bahwa baterai sel surya yang terbuat dari polimer akan mengalami kerusakan yang cepat akibat aksi pengoksidasi aktif ini.

Kaca fleksibel

NASA menemukan solusinya. Sekelompok ilmuwan dari Glenn Research Center mengembangkan lapisan film tipis untuk sel surya yang kebal terhadap aksi elemen agresif tersebut. Silikon dioksida, atau kaca, sudah teroksidasi, sehingga tidak bisa rusak oleh oksigen atom. Para peneliti membuat lapisan kaca silikon transparan, sangat tipis sehingga menjadi fleksibel. Lapisan pelindung ini sangat menganut polimer panel dan melindungi dari erosi, tanpa merusak sifat termalnya. Lapisan ini masih berhasil melindungi sel surya dari Stasiun Antariksa Internasional, dan juga digunakan untuk melindungi fotosel dari stasiun Mir.

Menurut Banks, panel surya telah berhasil bertahan lebih dari sepuluh tahun tinggal di luar angkasa.

The Taming of Power

Setelah menyelesaikan ratusan tes yang merupakan bagian dari pengembangan lapisan yang tahan terhadap oksigen atom, sekelompok ilmuwan dari Glenn Research Center memperoleh pengalaman dalam memahami bagaimana karya kimia ini bekerja. Para ahli melihat kemungkinan lain untuk menggunakan unsur agresif.

Menurut Banks, kelompok tersebut menjadi sadar akan perubahan kimia permukaan, erosi bahan organik. Sifat oksigen atom sedemikian rupa sehingga mampu mengeluarkan bahan organik, hidrokarbon yang tidak mudah bereaksi dengan bahan kimia konvensional.

Para peneliti menemukan banyak cara untuk menggunakannya. Mereka mengetahui bahwa oksigen atom mengubah permukaan silikon menjadi kaca, yang dapat berguna dalam menciptakan komponen dengan segel tertutup tanpa saling menempel. Proses ini dirancang untuk menyegel International Space Station. Selain itu, para ilmuwan telah menemukan bahwa oksigen atom dapat memulihkan dan melestarikan karya seni yang rusak, memperbaiki bahan-bahan struktur pesawat terbang, dan juga menguntungkan orang-orang, karena dapat digunakan dalam berbagai aplikasi biomedis.

Kamera dan Perangkat Portabel

Ada berbagai cara untuk mempengaruhi oksigen atom di permukaan. Kamar vakum paling sering digunakan. Ukurannya bervariasi dari kotak sepatu hingga pemasangan 1,2 x 1,8 x 0,9 m. Dengan bantuan radiasi gelombang mikro atau radio, molekul O ₂ memecah keadaan oksigen atom. Sampel polimer ditempatkan di dalam ruang, tingkat erosi yang mengindikasikan konsentrasi zat aktif di dalam unit.

Cara lain untuk menerapkan substansi adalah perangkat portabel yang memungkinkan Anda mengarahkan aliran oksidan yang sempit ke sasaran tertentu. Hal ini dimungkinkan untuk membuat baterai dari aliran tersebut yang mampu menutupi area seluas permukaan yang dirawat.

Seiring penelitian lebih lanjut berlanjut, semakin banyak industri yang tertarik untuk menggunakan oksigen atom. NASA telah menyelenggarakan banyak kemitraan, usaha patungan dan anak perusahaan, yang dalam banyak kasus telah sukses di berbagai area komersial.

Oksigen atom untuk tubuh

Studi ruang lingkup unsur kimia ini tidak terbatas pada luar angkasa. Oksigen atom, khasiat yang berguna ditentukan, namun yang lebih banyak lagi yang dipelajari, banyak ditemukan aplikasi medis.

Ini digunakan untuk tekstur permukaan polimer dan membuat mereka mampu menyatu dengan tulang. Polimer biasanya mengusir sel-sel tulang, namun elemen aktif secara kimia menciptakan tekstur yang meningkatkan adhesi. Hal ini menyebabkan manfaat lain yang dibawa oksigen atom - pengobatan penyakit pada sistem muskuloskeletal.

Oksidasi ini juga dapat digunakan untuk menghilangkan kontaminan aktif secara biologis dari implan bedah. Bahkan dengan praktik sterilisasi modern dari permukaan implan, sulit untuk menghilangkan semua sisa sel bakteri yang disebut endotoksin. Zat ini organik, tapi tidak hidup, jadi sterilisasi tidak mampu mengeluarkannya. Endotoksin dapat menyebabkan peradangan pasca implant, yang merupakan salah satu penyebab utama rasa sakit dan komplikasi potensial pada pasien dengan implan.

Oksigen atom, khasiat bermanfaat yang memungkinkan Anda membersihkan prostesis dan menghilangkan semua jejak bahan organik, secara signifikan mengurangi risiko peradangan pasca operasi. Hal ini menyebabkan peningkatan hasil bedah dan mengurangi rasa sakit pada pasien.

Bantuan untuk penderita diabetes

Teknologi ini juga digunakan pada sensor glukosa dan monitor biomedis lainnya. Mereka menggunakan serat optik akrilik, bertekstur dengan oksigen atom. Perawatan ini memungkinkan serat menyaring sel darah merah, memberikan serum serum kontak yang lebih efisien dengan komponen penginderaan kimia monitor.

Menurut Sharon Miller, seorang insinyur listrik di Lingkungan Luar Angkasa dan Percobaan Departemen Pusat Penelitian NASA Glenov, ini membuat pengujian lebih akurat, dan jumlah yang jauh lebih kecil diperlukan untuk mengukur tingkat gula darah orang uji. Anda bisa melakukan tembakan secara praktis di bagian tubuh manapun dan mendapatkan cukup darah untuk menetapkan kadar gula.

Cara lain untuk mendapatkan oksigen atom adalah hidrogen peroksida. Ini adalah oksidan yang jauh lebih kuat daripada molekul. Hal ini disebabkan oleh kemudahan peroksida yang terurai. Oksigen atom, yang terbentuk dalam kasus ini, bertindak jauh lebih energik daripada oksigen molekuler. Inilah alasan penerapan praktis hidrogen peroksida: penghancuran molekul pewarna dan mikroorganisme.

Pemulihan

Bila karya seni terkena bahaya kerusakan ireversibel, oksigen atom dapat digunakan untuk menghilangkan kontaminan organik, yang akan membiarkan bahan gambar aman. Proses ini menghilangkan semua bahan organik, seperti karbon atau jelaga, namun, pada umumnya, tidak mempengaruhi cat. Pigmen sebagian besar berasal dari anorganik dan sudah teroksidasi, yang berarti oksigen tidak akan merusaknya. Pewarna organik juga bisa disimpan dengan hati-hati menghitung waktu pemaparan. Kanvas itu dalam keamanan penuh, karena oksigen atom hanya bersentuhan dengan permukaan gambar.

Karya seni diletakkan di ruang vakum dimana oksidator ini terbentuk. Bergantung pada tingkat kerusakan, gambar bisa tetap ada selama 20 sampai 400 jam. Untuk perlakuan khusus terhadap daerah yang rusak yang membutuhkan restorasi, aliran oksigen atom juga bisa digunakan. Ini menghilangkan kebutuhan untuk menempatkan karya seni di ruang vakum.

Soot dan lipstik - tidak menjadi masalah

Museum, galeri dan gereja mulai menghubungi Pusat Informasi Kotamadya untuk melestarikan dan memulihkan karya seni mereka. Pusat penelitian menunjukkan kemampuan untuk mengembalikan gambar Jackson Pollack yang rusak, lepaskan lipstik dari kanvas Andy Warhol dan simpan kanvas-stadion St. Stanislaus yang rusak akibat asap di Cleveland. Tim dari Glenn Research Center menggunakan oksigen atom untuk mengembalikan fragmen yang dianggap hilang, berabad-abad yang lalu, salinan Italia dari lukisan Rafael Madonna di sebuah kursi, yang dimiliki oleh Gereja Episkopal St. Alban di Cleveland.

Menurut Banks, unsur kimia ini sangat efektif. Dalam restorasi artistik ia bekerja dengan sempurna. Benar, ini bukan sesuatu yang bisa dibeli dalam botol, tapi jauh lebih efektif.

Belajar masa depan

NASA yang berbasis penggantian bekerja dengan banyak pihak yang tertarik pada oksigen atom. Glennovsky Research Center melayani individu-individu yang karya seni yang tak ternilai harganya dirusak oleh kebakaran domestik, dan juga perusahaan yang mencari penggunaan zat ini dalam aplikasi biomedis, seperti LightPointe Medical dari Eden Prairie, Minnesota. Perusahaan telah menemukan banyak penggunaan oksigen atom dan akan menemukan lebih banyak lagi.

Menurut Banks, masih banyak daerah yang belum dijelajahi. Sejumlah besar aplikasi untuk teknologi ruang angkasa telah ditemukan, namun mungkin lebih tersembunyi di luar teknologi luar angkasa.

Ruang dalam pelayanan manusia

Kelompok ilmuwan berharap untuk terus mempelajari cara menggunakan oksigen atomik, serta arah yang sudah ditemukan menjanjikan. Banyak teknologi telah dipatenkan, dan tim GIC berharap perusahaan akan melisensikan dan mengkomersilkan beberapa dari mereka, yang akan memberi manfaat lebih bagi umat manusia.

Dalam kondisi tertentu, oksigen atom bisa menyebabkan kerusakan. Berkat peneliti NASA, zat ini saat ini memberikan kontribusi positif bagi eksplorasi ruang dan kehidupan di Bumi. Entah itu pelestarian karya seni yang tak ternilai harganya atau peningkatan manusia, oksigen atom adalah cara terkuat. Bekerja dengan dia dihargai seratus kali lipat, dan hasilnya segera terlihat.