एक अमूल्य पेंटिंग की कल्पना करें जो विनाशकारी आग से तबाह हो गई हो। कई रंगों में श्रमसाध्य रूप से लगाए गए सुंदर पेंट, काली कालिख की परतों के नीचे गायब हो गए। ऐसा लगता है कि कृति अपरिवर्तनीय रूप से खो गई है।
विज्ञान का जादू
लेकिन निराश मत होइए। चित्र को एक निर्वात कक्ष में रखा गया है, जिसके अंदर परमाणु ऑक्सीजन नामक एक अदृश्य शक्तिशाली पदार्थ का निर्माण होता है। कई घंटों या दिनों के दौरान, पट्टिका धीरे-धीरे लेकिन निश्चित रूप से गायब हो जाती है और रंग फिर से दिखने लगते हैं। स्पष्ट लाह के एक ताजा कोट के साथ समाप्त, पेंटिंग अपने पूर्व गौरव पर लौट आती है।
यह जादू की तरह लग सकता है, लेकिन यह विज्ञान है। नासा के ग्लेन रिसर्च सेंटर (जीआरसी) के वैज्ञानिकों द्वारा विकसित विधि, अन्यथा अपूरणीय रूप से क्षतिग्रस्त कला को संरक्षित और पुनर्स्थापित करने के लिए परमाणु ऑक्सीजन का उपयोग करती है। पदार्थ भीमानव शरीर के लिए लक्षित सर्जिकल प्रत्यारोपण को पूरी तरह से निष्फल करने में सक्षम, सूजन के जोखिम को बहुत कम करता है। मधुमेह के रोगियों के लिए, यह एक ग्लूकोज निगरानी उपकरण में सुधार कर सकता है जिसके लिए पहले परीक्षण के लिए आवश्यक रक्त के केवल एक हिस्से की आवश्यकता होगी ताकि रोगी अपनी स्थिति की निगरानी कर सकें। हड्डी की कोशिकाओं के बेहतर आसंजन के लिए पदार्थ पॉलिमर की सतह को बनावट कर सकता है, जिससे चिकित्सा में नई संभावनाएं खुलती हैं।
और यह शक्तिशाली पदार्थ सीधे पतली हवा से प्राप्त किया जा सकता है।
परमाणु और आणविक ऑक्सीजन
ऑक्सीजन कई अलग-अलग रूपों में मौजूद है। हम जिस गैस में सांस लेते हैं उसे O2 कहते हैं, अर्थात यह दो परमाणुओं से बनी होती है। परमाणु ऑक्सीजन भी है, जिसका सूत्र O (एक परमाणु) है। इस रासायनिक तत्व का तीसरा रूप O3 है। यह ओजोन है, जो, उदाहरण के लिए, पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल में पाया जाता है।
पृथ्वी की सतह पर प्राकृतिक परिस्थितियों में परमाणु ऑक्सीजन लंबे समय तक मौजूद नहीं रह सकती है। इसकी अत्यधिक उच्च प्रतिक्रियाशीलता है। उदाहरण के लिए, पानी में परमाणु ऑक्सीजन हाइड्रोजन पेरोक्साइड बनाती है। लेकिन अंतरिक्ष में, जहां बहुत अधिक पराबैंगनी विकिरण होता है, O2 अणु परमाणु रूप बनाने के लिए अधिक आसानी से टूट जाते हैं। पृथ्वी की निचली कक्षा में वातावरण 96% परमाणु ऑक्सीजन है। नासा के अंतरिक्ष यान मिशन के शुरुआती दिनों में, इसने समस्याएँ पैदा कीं।
अच्छे के लिए नुकसान
ब्रूस बैंक्स के अनुसार, वरिष्ठ भौतिक विज्ञानीग्लेन सेंटर के एक अंतरिक्ष पर्यावरण अनुसंधान सहयोगी अल्फापोर्ट में, शटल की पहली कुछ उड़ानों के बाद, इसके निर्माण की सामग्री ऐसी दिखती थी जैसे वे ठंढ में ढके हुए थे (वे भारी रूप से खराब और बनावट वाले थे)। परमाणु ऑक्सीजन कार्बनिक अंतरिक्ष यान त्वचा सामग्री के साथ प्रतिक्रिया करता है, धीरे-धीरे उन्हें नुकसान पहुंचाता है।
जीआईजेड ने नुकसान के कारणों की जांच शुरू कर दी है। नतीजतन, शोधकर्ताओं ने न केवल अंतरिक्ष यान को परमाणु ऑक्सीजन से बचाने के तरीके बनाए, बल्कि उन्होंने पृथ्वी पर जीवन को बेहतर बनाने के लिए इस रासायनिक तत्व की संभावित विनाशकारी शक्ति का उपयोग करने का एक तरीका भी खोजा।
अंतरिक्ष में कटाव
जब कोई अंतरिक्ष यान पृथ्वी की निचली कक्षा में होता है (जहाँ मानवयुक्त वाहनों को लॉन्च किया जाता है और जहाँ ISS आधारित होता है), अवशिष्ट वातावरण से बनने वाली परमाणु ऑक्सीजन अंतरिक्ष यान की सतह के साथ प्रतिक्रिया कर सकती है, जिससे उन्हें नुकसान हो सकता है। स्टेशन की बिजली आपूर्ति प्रणाली के विकास के दौरान, चिंताएं थीं कि इस सक्रिय ऑक्सीडाइज़र की कार्रवाई के कारण पॉलिमर से बने सौर सेल सरणी तेजी से खराब हो जाएंगे।
लचीला ग्लास
नासा ने एक समाधान खोजा। ग्लेन रिसर्च सेंटर के वैज्ञानिकों के एक समूह ने सौर कोशिकाओं के लिए एक पतली फिल्म कोटिंग विकसित की जो संक्षारक तत्व की कार्रवाई के प्रति प्रतिरोधी थी। सिलिकॉन डाइऑक्साइड, या कांच, पहले से ही ऑक्सीकृत है, इसलिए इसे परमाणु ऑक्सीजन द्वारा क्षतिग्रस्त नहीं किया जा सकता है। शोधकर्ताओंपारदर्शी सिलिकॉन ग्लास का एक लेप बनाया, इतना पतला कि वह लचीला हो गया। यह सुरक्षात्मक परत पैनल के बहुलक का दृढ़ता से पालन करती है और इसके किसी भी थर्मल गुण से समझौता किए बिना इसे क्षरण से बचाती है। कोटिंग ने अब तक अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन के सौर सरणियों की सफलतापूर्वक रक्षा की है और इसका उपयोग मीर के सौर कोशिकाओं की सुरक्षा के लिए भी किया गया है।
अंतरिक्ष में सौर पैनल सफलतापूर्वक एक दशक से अधिक समय तक जीवित रहे हैं, बैंकों ने कहा।
शक्ति को वश में करना
परमाणु ऑक्सीजन प्रतिरोधी कोटिंग के विकास का हिस्सा थे, सैकड़ों परीक्षण चलाकर, ग्लेन रिसर्च सेंटर के वैज्ञानिकों की एक टीम ने यह समझने में अनुभव प्राप्त किया कि रासायनिक कैसे काम करता है। विशेषज्ञों ने आक्रामक तत्व का उपयोग करने के लिए अन्य संभावनाएं देखीं।
बैंकों के अनुसार, समूह को सतह रसायन विज्ञान में परिवर्तन, कार्बनिक पदार्थों के क्षरण के बारे में पता चला। परमाणु ऑक्सीजन के गुण ऐसे होते हैं कि यह किसी भी कार्बनिक, हाइड्रोकार्बन को हटाने में सक्षम होता है, जो सामान्य रसायनों के साथ आसानी से प्रतिक्रिया नहीं करता है।
शोधकर्ताओं ने इसके इस्तेमाल के कई तरीके खोजे हैं। उन्होंने सीखा कि परमाणु ऑक्सीजन सिलिकॉन की सतहों को कांच में बदल देती है, जो घटकों को एक दूसरे से चिपके बिना भली भांति बंद करके सील करने में उपयोगी हो सकता है। इस प्रक्रिया को अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन को सील करने के लिए विकसित किया गया था। इसके अलावा, वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि परमाणु ऑक्सीजन क्षतिग्रस्त कोशिकाओं की मरम्मत और रखरखाव कर सकती है।कला के काम, विमान संरचनाओं की सामग्री में सुधार, साथ ही लोगों को लाभ, क्योंकि इसका उपयोग विभिन्न जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों में किया जा सकता है।
कैमरा और पोर्टेबल डिवाइस
ऐसे कई तरीके हैं जिनसे परमाणु ऑक्सीजन किसी सतह को प्रभावित कर सकती है। वैक्यूम कक्षों का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। इनका आकार जूता बॉक्स से लेकर 1.2 x 1.8 x 0.9 मीटर इंस्टॉलेशन तक होता है। माइक्रोवेव या रेडियो फ्रीक्वेंसी रेडिएशन का उपयोग करके, O2 अणु परमाणु ऑक्सीजन की स्थिति में टूट जाते हैं। एक बहुलक नमूना कक्ष में रखा जाता है, जिसके क्षरण का स्तर संस्थापन के अंदर सक्रिय पदार्थ की सांद्रता को इंगित करता है।
किसी पदार्थ को लगाने का दूसरा तरीका एक पोर्टेबल डिवाइस है जो आपको ऑक्सीडाइज़र की एक संकीर्ण धारा को एक विशिष्ट लक्ष्य तक निर्देशित करने की अनुमति देता है। ऐसी धाराओं की बैटरी बनाना संभव है जो उपचारित सतह के एक बड़े क्षेत्र को कवर कर सकें।
जैसे-जैसे अधिक शोध किया जाता है, उद्योगों की बढ़ती संख्या परमाणु ऑक्सीजन का उपयोग करने में रुचि दिखा रही है। नासा ने कई साझेदारियां, संयुक्त उद्यम और सहायक कंपनियां स्थापित की हैं जो ज्यादातर मामलों में कई व्यावसायिक क्षेत्रों में सफल रही हैं।
शरीर के लिए परमाणु ऑक्सीजन
इस रासायनिक तत्व के दायरे का अध्ययन बाह्य अंतरिक्ष तक सीमित नहीं है। परमाणु ऑक्सीजन, जिनके उपयोगी गुणों की पहचान की गई है, लेकिन उनमें से और भी अधिक का अध्ययन किया जाना बाकी है, ने कई चिकित्सा खोजी हैंआवेदन।
इसका उपयोग पॉलिमर की सतह को टेक्सचराइज करने और उन्हें हड्डी के साथ फ्यूज करने में सक्षम बनाने के लिए किया जाता है। पॉलिमर आमतौर पर हड्डी की कोशिकाओं को पीछे हटाते हैं, लेकिन रासायनिक रूप से सक्रिय तत्व एक बनावट बनाता है जो आसंजन को बढ़ाता है। इससे एक और लाभ होता है जो परमाणु ऑक्सीजन लाता है - मस्कुलोस्केलेटल सिस्टम के रोगों का उपचार।
इस ऑक्सीकरण एजेंट का उपयोग सर्जिकल प्रत्यारोपण से जैविक रूप से सक्रिय दूषित पदार्थों को हटाने के लिए भी किया जा सकता है। यहां तक कि आधुनिक नसबंदी प्रथाओं के साथ, प्रत्यारोपण की सतह से सभी जीवाणु कोशिका अवशेषों को निकालना मुश्किल हो सकता है, जिन्हें एंडोटॉक्सिन कहा जाता है। ये पदार्थ कार्बनिक हैं, लेकिन जीवित नहीं हैं, इसलिए नसबंदी उन्हें हटाने में सक्षम नहीं है। एंडोटॉक्सिन प्रत्यारोपण के बाद सूजन पैदा कर सकता है, जो प्रत्यारोपण रोगियों में दर्द और संभावित जटिलताओं के मुख्य कारणों में से एक है।
परमाणु ऑक्सीजन, जिसके लाभकारी गुण आपको कृत्रिम अंग को साफ करने और कार्बनिक पदार्थों के सभी निशान हटाने की अनुमति देते हैं, पोस्टऑपरेटिव सूजन के जोखिम को काफी कम कर देता है। इससे ऑपरेशन के बेहतर परिणाम मिलते हैं और मरीजों को कम दर्द होता है।
मधुमेह रोगियों के लिए राहत
प्रौद्योगिकी का उपयोग ग्लूकोज सेंसर और अन्य जीवन विज्ञान मॉनिटर में भी किया जाता है। वे परमाणु ऑक्सीजन के साथ बनावट वाले ऐक्रेलिक ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करते हैं। यह प्रसंस्करण तंतुओं को लाल रक्त कोशिकाओं को फ़िल्टर करने की अनुमति देता है, जिससे रक्त सीरम अधिक प्रभावी ढंग से संपर्क कर सकता हैरासायनिक संवेदन मॉनीटर का घटक।
नासा के ग्लेन रिसर्च सेंटर में अंतरिक्ष पर्यावरण और प्रयोग विभाग में एक इलेक्ट्रिकल इंजीनियर शेरोन मिलर के अनुसार, यह परीक्षण को अधिक सटीक बनाता है, जबकि किसी व्यक्ति के रक्त शर्करा को मापने के लिए बहुत कम मात्रा में रक्त की आवश्यकता होती है। आप अपने शरीर पर लगभग कहीं भी एक इंजेक्शन प्राप्त कर सकते हैं और अपने रक्त शर्करा के स्तर को निर्धारित करने के लिए पर्याप्त रक्त प्राप्त कर सकते हैं।
परमाणु ऑक्सीजन प्राप्त करने का दूसरा तरीका हाइड्रोजन पेरोक्साइड है। यह आणविक की तुलना में बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। यह उस आसानी के कारण है जिसके साथ पेरोक्साइड विघटित होता है। परमाणु ऑक्सीजन, जो इस मामले में बनती है, आणविक ऑक्सीजन की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जावान रूप से कार्य करती है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड के व्यावहारिक उपयोग का यही कारण है: रंगों और सूक्ष्मजीवों के अणुओं का विनाश।
बहाली
जब कलाकृतियों को अपरिवर्तनीय क्षति का खतरा होता है, तो पेंटिंग सामग्री को बरकरार रखते हुए, कार्बनिक दूषित पदार्थों को हटाने के लिए परमाणु ऑक्सीजन का उपयोग किया जा सकता है। प्रक्रिया कार्बन या कालिख जैसे सभी कार्बनिक पदार्थों को हटा देती है, लेकिन आम तौर पर पेंट पर काम नहीं करती है। वर्णक ज्यादातर मूल रूप से अकार्बनिक होते हैं और पहले से ही ऑक्सीकृत होते हैं, जिसका अर्थ है कि ऑक्सीजन उन्हें नुकसान नहीं पहुंचाएगा। एक्सपोजर के सावधानीपूर्वक समय के साथ कार्बनिक रंगों को भी बचाया जा सकता है। कैनवास पूरी तरह से सुरक्षित है, क्योंकि परमाणु ऑक्सीजन केवल पेंटिंग की सतह से संपर्क करती है।
कलाकृतियों को एक निर्वात कक्ष में रखा जाता है, मेंजिससे ऑक्सीडेंट बनता है। क्षति की डिग्री के आधार पर, पेंटिंग वहां 20 से 400 घंटे तक रह सकती है। परमाणु ऑक्सीजन की एक धारा का उपयोग क्षतिग्रस्त क्षेत्र के विशेष उपचार के लिए भी किया जा सकता है जिसे बहाली की आवश्यकता है। इससे कलाकृति को निर्वात कक्ष में रखने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।
कालिख और लिपस्टिक कोई समस्या नहीं हैं
संग्रहालयों, दीर्घाओं और चर्चों ने कला के अपने कार्यों को संरक्षित और पुनर्स्थापित करने के लिए जीआईसी से संपर्क करना शुरू कर दिया है। अनुसंधान केंद्र ने जैक्सन पोलाक द्वारा क्षतिग्रस्त पेंटिंग को बहाल करने, एंडी वारहोल पेंटिंग से लिपस्टिक हटाने और क्लीवलैंड के सेंट स्टैनिस्लॉस चर्च में धुएं से क्षतिग्रस्त कैनवस को संरक्षित करने की क्षमता का प्रदर्शन किया है। ग्लेन रिसर्च सेंटर की टीम ने परमाणु ऑक्सीजन का इस्तेमाल खोए हुए टुकड़े को बहाल करने के लिए किया, जो कि क्लीवलैंड में सेंट एल्बन के एपिस्कोपल चर्च के स्वामित्व वाली कुर्सी में राफेल की मैडोना की सदियों पुरानी इतालवी प्रति है।
बैंकों के अनुसार यह रासायनिक तत्व बहुत ही गुणकारी होता है। कलात्मक बहाली में, यह पूरी तरह से काम करता है। सच है, यह ऐसी चीज नहीं है जिसे बोतल में खरीदा जा सकता है, बल्कि यह बहुत अधिक प्रभावी है।
भविष्य की खोज
नासा ने परमाणु ऑक्सीजन में रुचि रखने वाले विभिन्न पक्षों के साथ प्रतिपूर्ति के आधार पर काम किया है। ग्लेन रिसर्च सेंटर ने ऐसे व्यक्तियों की सेवा की, जिनकी कला के अमूल्य काम घर की आग में क्षतिग्रस्त हो गए थे, साथ ही निगम जो पदार्थ के उपयोग की तलाश में थे।ईडन प्रेयरी, मिनेसोटा के लाइटपॉइंट मेडिकल जैसे बायोमेडिकल अनुप्रयोगों में। कंपनी ने परमाणु ऑक्सीजन के लिए कई उपयोगों की खोज की है और अधिक खोजने की कोशिश कर रही है।
बैंकों के अनुसार, बहुत से अनछुए क्षेत्र हैं। अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी के लिए बड़ी संख्या में अनुप्रयोगों की खोज की गई है, लेकिन अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी के बाहर शायद अधिक छिपे हुए हैं।
मनुष्य की सेवा में स्थान
वैज्ञानिकों का समूह परमाणु ऑक्सीजन का उपयोग करने के तरीकों की खोज जारी रखने की उम्मीद करता है, साथ ही साथ आशाजनक दिशाएं भी मिल चुकी हैं। कई तकनीकों का पेटेंट कराया गया है, और GIZ टीम को उम्मीद है कि कंपनियां उनमें से कुछ का लाइसेंस और व्यवसायीकरण करेंगी, जिससे मानवता को और भी अधिक लाभ होंगे।
कुछ शर्तों के तहत, परमाणु ऑक्सीजन नुकसान पहुंचा सकती है। नासा के शोधकर्ताओं के लिए धन्यवाद, यह पदार्थ अब अंतरिक्ष अन्वेषण और पृथ्वी पर जीवन में सकारात्मक योगदान दे रहा है। चाहे कला के अमूल्य कार्यों का संरक्षण हो या लोगों का उपचार, परमाणु ऑक्सीजन सबसे मजबूत उपकरण है। उसके साथ काम करने का सौ गुना फल मिलता है, और उसके परिणाम तुरंत दिखाई देने लगते हैं।
