Uma tecnologia que protegeu alguns dos observatórios espaciais de maior perfil da NASA da contaminação molecular potencialmente prejudicial está agora sendo avaliada como uma possível solução para proteger os artefatos culturais e espécimes de ciências naturais do Smithsonian Institution.

Sob um Acordo de Lei Espacial com o Museu Nacional de História Natural da Smithsonian Institution, Nithin Abraham, um engenheiro de revestimentos térmicos no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e conservadores de museus estão testando a eficácia do revestimento de adsorvente molecular com patente pendente, ou MAC. Os engenheiros de Goddard criaram originalmente a tecnologia para aprisionar contaminantes moleculares liberados por gases de forma que eles não pudessem aderir a instrumentos e componentes sensíveis.

Feito de zeólita, um mineral amplamente utilizado na purificação de água, e uma sílica coloidal que atua como cola, O MAC é altamente permeável e poroso - atributos que permitem que ele retenha contaminantes que liberam gases em um processo semelhante ao que cria o cheiro de carro novo nos veículos. Porque não contém orgânicos voláteis, o revestimento em si não causa liberação de gás adicional. Fácil de usar, o revestimento pode ser aplicado diretamente no próprio hardware ou em painéis de tamanhos variados que são inseridos dentro das cavidades dos instrumentos e câmaras de teste.

Contaminação Alvo:Vapor de Mercúrio

Sob o esforço de pesquisa de um ano iniciado no verão passado, Goddard e o pessoal do museu estão determinando se o MAC pode reduzir a presença de vapor de mercúrio e outros contaminantes que liberam gases de plantas e espécimes minerais. Esses contaminantes estão contaminando os armários de metal especialmente projetados no Centro de Apoio do Museu em Suitland, Maryland, um amplo depósito que contém mais de 54 milhões de itens de coleção.

Esses produtos químicos liberados com gás representam riscos à saúde para humanos e degradação de espécimes, disse a Conservadora do Programa de Coleções Catharine Hawks, que usou uma ampla gama de técnicas e materiais para coletar e reter contaminantes vaporizados tanto em exposições quanto em amostras armazenadas. "Os conservadores enfrentam constantemente problemas de contaminantes voláteis - contaminação cruzada entre os materiais da coleção ou contaminantes que vêm dos materiais usados ​​nas coleções, "disse ela." Consequentemente, estamos sempre precisando de tecnologias para fornecer proteção. "

Aprendendo sobre o revestimento desenvolvido por Goddard, Hawks disse que ela e outros conservadores do museu acharam que vale a pena explorar a eficácia do MAC na proteção de artefatos. Abraham concordou. "Achamos que esta colaboração nos apresentava uma oportunidade interessante de explorar como o MAC funcionaria em ambientes terrestres, "disse ela." Testamos extensivamente o revestimento para mitigar a liberação de gases em ambientes de vácuo para aplicações espaciais, mas não em condições ambientais. "

Usos da NASA

A data, Os engenheiros da NASA usaram o revestimento para aprisionar hidrocarbonetos, plastificantes, e silicones que emitem gases e se espalham facilmente dentro de câmaras de vácuo térmico e outras instalações de teste. Para evitar que esses contaminantes se fixem, Abraham e sua equipe trataram painéis especialmente feitos com MAC e os colocaram em locais estratégicos dentro dessas instalações. O Telescópio Espacial James Webb, o Advanced Topographic Laser Altimeter System (ATLAS), as observações em escala global do membro e do disco (OURO), e a Missão Multiescala Magnetosférica (MMS), entre outros, todos se beneficiaram do MAC, Abraham disse.

Contudo, seu uso não foi restrito a câmaras de vácuo baseadas no solo. Ionospheric Connection Explorer da NASA, ou ICON, missão, que está estudando a zona dinâmica na atmosfera onde o clima da Terra e o clima espacial se encontram, faz uso do revestimento.

"Esta é a primeira aplicação de voo do MAC dentro de uma cavidade de instrumento, "Abraham disse. Várias placas tratadas com MAC irão mitigar a liberação molecular em órbita dentro do sensível instrumento ultravioleta distante da ICON. Além disso, Global Ecosystem Dynamics Investigation da NASA, conhecido como GEDI, também planeja lançar o revestimento quando for lançado em novembro de 2018.

Análise em andamento:júri encerrado

O objetivo do experimento do museu inicialmente se concentrou em determinar se mais de 100 amostras tratadas com MAC afixadas nas portas de três armários de armazenamento poderiam adsorver o vapor de mercúrio de minérios botânicos e à base de mercúrio. Embora o museu nunca tenha usado produtos químicos à base de mercúrio para preservar seus espécimes de plantas, Hawks disse que muitos colecionadores e preparadores os usaram amplamente por quase dois séculos. Dado o fato de que as coleções do Smithsonian vêm de instituições em todo o mundo e, em alguns casos, são muito velhos, a liberação de mercúrio tornou-se um problema persistente.

O uso mais recente de sacos impermeáveis ​​ao vapor ajudou a mitigar a emissão de gás, Hawks disse. Contudo, antes de seu uso, o vapor de mercúrio já contaminou os armários e está se mostrando resistente à limpeza. "Queríamos saber se os painéis MAC poderiam ser usados ​​para absorver o vapor residual que vem dessas superfícies, ", disse ela. O experimento foi expandido para determinar exatamente quais contaminantes que o MAC adsorve em condições ambientais, onde ocorre a liberação atmosférica de materiais.

Depois de passar um ano afixado nas portas, ainda não está claro se o MAC é eficaz na captura do vapor de mercúrio. "Tem sido um processo desafiador, mas criterioso, avaliar isso, "Abraham disse. A equipe de Abraham vai coletar todas as amostras no início de agosto e agora está testando amostras expostas anteriormente para ver quais constituintes químicos o revestimento coletou. No entanto, a análise inicial indicou que as amostras estão prendendo vários outros contaminantes. Ela espera resultados finais em alguns meses.

"Nós realmente não saberemos se o MAC está funcionando bem até que Nithin conclua a análise. Se o MAC é bem-sucedido ou não para o mercúrio, estaremos muito interessados ​​em saber sobre qualquer espécie química que a tecnologia adsorve, "Hawks disse.

Abraham está igualmente interessado. A colaboração permitiu que ela estudasse como a tecnologia funciona em condições ambientais ou sem vácuo, e como ela e sua equipe poderiam adaptar o revestimento para torná-lo ainda mais eficaz para aplicações espaciais e terrestres. Ela também acredita que este trabalho pode levar a futuras colaborações com museus, o que pode levar a melhorias adicionais de tecnologia, para não falar das oportunidades potenciais de licenciamento com empresas que fabricam armários para armazenamento de espécimes.

"Definitivamente, esta foi uma experiência de aprendizagem que valeu a pena, "Abraham disse, acrescentando que a equipe planeja escrever um artigo técnico sobre a eficácia do revestimento assim que o teste for concluído. "Adquirimos um conhecimento valioso sobre as melhores maneiras de testar o revestimento e avançar a tecnologia para aplicações distintas."