Una tecnología que ha protegido a algunos de los observatorios espaciales de más alto perfil de la NASA de la contaminación molecular potencialmente dañina ahora se está evaluando como una posible solución para proteger los artefactos culturales y las muestras de ciencias naturales de la Institución Smithsonian.

En virtud de un acuerdo de la ley espacial con el Museo Nacional de Historia Natural de la Institución Smithsonian, Nithin Abraham, un ingeniero de recubrimientos térmicos en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y los conservadores de museos están probando la eficacia del revestimiento de adsorción molecular pendiente de patente, o MAC. Los ingenieros de Goddard crearon originalmente la tecnología para atrapar contaminantes moleculares desgasificados para que no pudieran adherirse a instrumentos y componentes sensibles.

Hecho de zeolita, un mineral muy utilizado en la depuración de agua, y una sílice coloidal que actúa como pegamento, El MAC es muy permeable y poroso, atributos que le permiten atrapar contaminantes que emiten gases en un proceso similar al que crea el olor a automóvil nuevo en los vehículos. Debido a que no contiene compuestos orgánicos volátiles, el recubrimiento en sí no causa desgasificación adicional. Fácil de usar, el recubrimiento se puede aplicar directamente al hardware en sí o en paneles de diferentes tamaños que se insertan dentro de las cavidades de los instrumentos y las cámaras de prueba.

Contaminación objetivo:vapor de mercurio

En el marco del esfuerzo de investigación de un año que comenzó el verano pasado, Goddard y el personal del museo están determinando si el MAC puede reducir la presencia de vapor de mercurio y otros contaminantes que liberan el gas de las muestras de plantas y minerales. Estos contaminantes están contaminando los gabinetes de metal especialmente diseñados en el Centro de apoyo del museo en Suitland, Maryland, una instalación de almacenamiento en expansión que contiene más de 54 millones de artículos de colección.

Estos productos químicos liberados representan riesgos para la salud de los seres humanos y degradación de las muestras. dijo la conservadora del Programa de Colecciones Catharine Hawks, que ha utilizado una amplia gama de técnicas y materiales para absorber y retener los contaminantes vaporizados tanto en la exhibición como en las muestras almacenadas. "Los conservadores se enfrentan constantemente a problemas de contaminantes volátiles, ya sea contaminación cruzada entre los materiales de recolección o contaminantes que provienen de los materiales utilizados con las colecciones, ", dijo." En consecuencia, siempre necesitamos tecnologías para brindar protección ".

Aprendiendo del recubrimiento desarrollado por Goddard, Hawks dijo que ella y otros conservadores de museos pensaron que valía la pena explorar la efectividad de MAC en la protección de artefactos. Abraham estuvo de acuerdo. "Pensamos que esta colaboración nos presentaba una oportunidad interesante para explorar cómo funcionaría MAC en entornos terrestres, ", dijo." Hemos probado ampliamente el recubrimiento para mitigar la desgasificación en entornos de vacío para aplicaciones espaciales, pero no en condiciones ambientales ".

Usos de la NASA

Hasta la fecha, Los ingenieros de la NASA han utilizado el recubrimiento para atrapar hidrocarburos, plastificantes, y siliconas que desgasifican y se esparcen fácilmente dentro de cámaras de vacío térmico y otras instalaciones de prueba. Para evitar que estos contaminantes se adhieran, Abraham y su equipo trataron paneles especialmente hechos con MAC y los colocaron en ubicaciones estratégicas dentro de estas instalaciones. El telescopio espacial James Webb, el Sistema de altímetro láser topográfico avanzado (ATLAS), las observaciones a escala global de la extremidad y el disco (GOLD), y la Misión Magnetosférica Multiescala (MMS), entre otros, todos se han beneficiado de MAC, Dijo Abraham.

Sin embargo, su uso no se ha limitado a cámaras de vacío terrestres. Explorador de conexiones ionosféricas de la NASA, o ICONO, misión, que está estudiando la zona dinámica en la atmósfera donde se encuentran el clima terrestre y el clima espacial, hace uso del revestimiento.

"Esta es la primera aplicación de vuelo de MAC dentro de una cavidad de instrumentos, "Dijo Abraham. Varias placas tratadas con MAC mitigarán la desgasificación molecular en órbita dentro del sensible instrumento ultravioleta lejano de ICON. Además, Investigación de dinámica de ecosistemas globales de la NASA, conocido como GEDI, también planea volar el recubrimiento cuando se lance en noviembre de 2018.

Análisis en curso:el jurado está deliberando

El objetivo del experimento del museo se centró inicialmente en determinar si más de 100 muestras tratadas con MAC colocadas en las puertas de tres gabinetes de almacenamiento podrían adsorber vapor de mercurio de minerales botánicos y minerales a base de mercurio. Aunque el museo nunca utilizó productos químicos a base de mercurio para preservar sus muestras de plantas, Hawks dijo que muchos coleccionistas y preparadores los usaron ampliamente durante casi dos siglos. Dado el hecho de que las colecciones del Smithsonian provienen de instituciones de todo el mundo y, en algunos casos, son muy viejos, La liberación de gases de mercurio se ha convertido en un problema persistente.

El uso más reciente de bolsas impermeables al vapor ha ayudado a mitigar la emisión de gases, Dijo Hawks. Sin embargo, antes de su uso, el vapor de mercurio ya había contaminado los gabinetes y está demostrando ser resistente a la limpieza. "Nos preguntamos si los paneles MAC podrían usarse para absorber el vapor residual que proviene de estas superficies, ", dijo. El experimento se ha ampliado desde entonces para determinar exactamente qué contaminantes adsorbe MAC en condiciones ambientales, donde se produce la liberación atmosférica de materiales.

Después de pasar un año pegado a las puertas, aún no está claro si MAC es eficaz para atrapar el vapor de mercurio. "Ha sido un proceso desafiante pero perspicaz evaluar esto, "Dijo Abraham. El equipo de Abraham recolectará todas las muestras a principios de agosto y ahora está probando muestras expuestas anteriormente para ver qué componentes químicos recogió el recubrimiento. Sin embargo, El análisis inicial ha indicado que las muestras están atrapando una serie de otros contaminantes. Espera resultados finales en un par de meses.

"Realmente no sabremos qué tan bien está funcionando el MAC hasta que Nithin complete el análisis. Si el MAC es exitoso o no para el mercurio, estaremos muy interesados ​​en conocer las especies químicas que adsorbe la tecnología, "Dijo Hawks.

Abraham está igualmente interesado. La colaboración le permitió estudiar qué tan bien funciona la tecnología en condiciones ambientales o sin vacío, y cómo ella y su equipo podrían adaptar el revestimiento para hacerlo aún más efectivo tanto para aplicaciones espaciales como terrestres. Ella también cree que este trabajo podría conducir a futuras colaboraciones entre museos, lo que podría conducir a mejoras tecnológicas adicionales, por no hablar de las posibles oportunidades de concesión de licencias con empresas que fabrican armarios para el almacenamiento de muestras.

"Definitivamente fue una experiencia de aprendizaje que valió la pena, "Abraham dijo, agregando que el equipo planea escribir un documento técnico sobre la efectividad del recubrimiento una vez que se completen las pruebas. "Hemos adquirido un conocimiento valioso sobre mejores formas de probar el recubrimiento y hacer avanzar la tecnología para distintas aplicaciones".