Een technologie die enkele van NASA's meest vooraanstaande ruimteobservatoria heeft afgeschermd tegen potentieel schadelijke moleculaire besmetting, wordt nu geëvalueerd als een mogelijke oplossing voor het beschermen van de culturele artefacten en natuurwetenschappelijke exemplaren van het Smithsonian Institution.

Op grond van een Space Act-overeenkomst met het National Museum of Natural History van het Smithsonian Institution, Nithin Abraham, een ingenieur thermische coatings bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, en museumconservatoren testen de effectiviteit van de Molecular Adsorber Coating, waarvoor patent is aangevraagd, of MAC. De ingenieurs van Goddard hebben de technologie oorspronkelijk ontwikkeld om ontgaste moleculaire verontreinigingen op te sluiten, zodat ze niet aan gevoelige instrumenten en componenten konden hechten.

Gemaakt van zeoliet, een mineraal dat veel wordt gebruikt bij waterzuivering, en een colloïdaal silica dat werkt als een lijm, MAC is zeer permeabel en poreus - eigenschappen die het mogelijk maken om verontreinigende stoffen op te vangen die uitgassen in een proces dat vergelijkbaar is met wat de nieuwe autogeur in voertuigen veroorzaakt. Omdat het geen vluchtige organische stoffen bevat, de coating zelf veroorzaakt geen extra uitgassing. Makkelijk te gebruiken, de coating kan rechtstreeks op de hardware zelf worden aangebracht of op panelen van verschillende grootte die in instrumentholtes en testkamers worden geplaatst.

Doelverontreiniging:kwikdamp

In het kader van de eenjarige onderzoeksinspanning die afgelopen zomer is begonnen, Goddard en museumpersoneel bepalen of MAC de aanwezigheid van kwikdamp en andere verontreinigingen die vrijkomen uit planten- en mineraalmonsters kan verminderen. Deze verontreinigingen bederven speciaal ontworpen metalen kasten in het Museum Support Center in Suitland, Maryland, een uitgestrekte opslagfaciliteit met meer dan 54 miljoen collectie-items.

Deze vrijgekomen chemicaliën vormen gezondheidsrisico's voor de mens en degradatie voor specimens, zei Conservator van het Collectieprogramma Catharine Hawks, die een breed scala aan technieken en materialen heeft gebruikt om verdampte verontreinigingen op te nemen en vast te houden in zowel tentoongestelde als opgeslagen specimens. "Conservators worden voortdurend geconfronteerd met problemen van vluchtige verontreinigingen - ofwel kruisbesmetting tussen verzamelmaterialen of verontreinigingen die afkomstig zijn van materialen die bij collecties worden gebruikt, "zei ze. "Daarom, we hebben altijd technologieën nodig om bescherming te bieden."

Leren van de door Goddard ontwikkelde coating, Hawks zei dat zij en andere museumconservatoren het de moeite waard vonden om de effectiviteit van MAC op het gebied van artefactbescherming te onderzoeken. Abraham was het daarmee eens. "We dachten dat deze samenwerking ons een interessante kans bood om te onderzoeken hoe MAC zou presteren in terrestrische omgevingen, " zei ze. "We hebben de coating vrij uitgebreid getest om uitgassen in vacuümomgevingen voor ruimtetoepassingen te verminderen, maar niet in omgevingscondities."

NASA gebruikt

Daten, NASA-ingenieurs hebben de coating gebruikt om koolwaterstoffen op te vangen, weekmakers, en siliconen die uitgassen en zich gemakkelijk verspreiden in thermische vacuümkamers en andere testfaciliteiten. Om te voorkomen dat deze verontreinigingen zich hechten, Abraham en haar team behandelden speciaal gemaakte panelen met MAC en plaatsten deze op strategische locaties in deze faciliteiten. De James Webb-ruimtetelescoop, het geavanceerde topografische laserhoogtemetersysteem (ATLAS), de wereldwijde waarnemingen van de ledematen en schijf (GOLD), en de Magnetospheric Multiscale Mission (MMS), onder andere, hebben allemaal geprofiteerd van MAC, zei Abraham.

Echter, het gebruik ervan is niet beperkt tot vacuümkamers op de grond. NASA's Ionosferische verbindingsverkenner, of ICOON, missie, die de dynamische zone in de atmosfeer bestudeert waar het aardse weer en het ruimteweer elkaar ontmoeten, maakt gebruik van de coating.

"Dit is de eerste vluchttoepassing van MAC in een instrumentholte, "Abraham zei. Verschillende met MAC behandelde platen zullen moleculaire ontgassing in de baan in het gevoelige verre-ultraviolette instrument van ICON verminderen. Bovendien, NASA's Global Ecosystem Dynamics-onderzoek, bekend als GEDI, is ook van plan om de coating te vliegen wanneer deze in november 2018 wordt gelanceerd.

Analyse aan de gang:jury is uit

Het doel van het museumexperiment was aanvankelijk gericht op het bepalen of meer dan 100 met MAC behandelde monsters, aangebracht op de deuren van drie opslagkasten, kwikdamp uit zowel botanische als op kwik gebaseerde minerale ertsen konden adsorberen. Hoewel het museum nooit chemicaliën op basis van kwik heeft gebruikt om zijn plantenspecimens te bewaren, Hawks zei dat veel verzamelaars en voorbereiders ze bijna twee eeuwen lang op grote schaal gebruikten. Gezien het feit dat de collecties van het Smithsonian afkomstig zijn van instellingen over de hele wereld en, in sommige gevallen, zijn erg oud, kwikafvoer is een hardnekkig probleem geworden.

Het meer recente gebruik van dampondoorlatende zakken heeft geholpen om de ontgassing te verminderen, zei Havik. Echter, vóór hun gebruik, de kwikdamp had de kasten al verontreinigd en blijkt bestand tegen reiniging. "We vroegen ons af of MAC-panelen kunnen worden gebruikt om de resterende damp op te nemen die van deze oppervlakken komt, " zei ze. Het experiment is sindsdien uitgebreid om precies te bepalen welke verontreinigingen MAC adsorbeert in omgevingsomstandigheden, waar atmosferische ontgassing van materialen plaatsvindt.

Na een jaar aan de deuren te hebben gehangen, het is nog niet duidelijk of MAC effectief is in het opsluiten van kwikdamp. "Het was een uitdagend maar inzichtelijk proces om dit te evalueren, Abrahams team zal begin augustus alle monsters verzamelen en test nu eerder blootgestelde monsters om te zien welke chemische bestanddelen de coating wel verzamelde. eerste analyse heeft uitgewezen dat de monsters een aantal andere verontreinigingen vangen. Over een paar maanden verwacht ze de definitieve resultaten.

"We zullen pas echt weten hoe goed de MAC werkt nadat Nithin de analyse heeft voltooid. Of de MAC al dan niet succesvol is voor kwik, we zullen zeer geïnteresseerd zijn in het weten van alle chemische soorten die de technologie adsorbeert, ' zei Havik.

Abraham is evenzeer geïnteresseerd. Dankzij de samenwerking kon ze bestuderen hoe goed de technologie werkt in omgevings- of niet-vacuümomstandigheden, en hoe zij en haar team de coating mogelijk op maat zouden kunnen maken om deze nog effectiever te maken voor zowel ruimte- als terrestrische toepassingen. Ze gelooft ook dat dit werk kan leiden tot toekomstige museale samenwerkingen, die kunnen leiden tot aanvullende technologische verbeteringen, om nog maar te zwijgen van de potentiële licentiemogelijkheden bij bedrijven die kasten maken voor de opslag van specimens.

"Dit was zeker een waardevolle leerervaring, "Abraham zei:eraan toevoegend dat het team van plan is een technisch document te schrijven over de effectiviteit van de coating zodra het testen is voltooid. "We hebben waardevolle kennis opgedaan over betere manieren om de coating te testen en de technologie vooruit te helpen voor verschillende toepassingen."