Со школьной скамьи все знают, что основой для жизни практически любого живого существа является кислород и под ним подразумевается находящийся в воздухе молекулярный кислород. Но следует уточнить, что истинным источником жизни все же является атомарный кислород, который образуется при переработке поступающего молекулярного кислорода. Для этого, клетки иммунной системы (лейкоциты, гранулоциты) вырабатывают перекись водорода, которая смешиваясь с находящейся в организме жидкостью и образует атомарный кислород. Без него не может осуществляться ни одна био — и энергетическая реакции.
Атомарный кислород является сильнейшим окислителем, уничтожает любую патогенную микрофлору (вирусы, грибы, бактерии) и оказывает стимулирующее действие на всю иммунную систему. Он способствует образованию витаминов и минеральных солей, стимулирует метаболизм белков, жиров и углеводов, помогает транспортировке сахара из плазмы крови в ткани, выполняя функции инсулина при сахарном диабете.
Перекись водорода активно участвует в гормональной деятельности организма, стимулирует снабжение кальцием клеток головного мозга, улучшает дыхательные процессы: дополнительно насыщает ткани легких кислородом, увеличивает давление воздуха в альвеолах, стимулирует отхождение мокроты при заболеваниях верхних дыхательных путей и легких; восстанавливает многие функции головного мозга, функции зрительного нерва при его атрофии.
Она оказывает положительное действие при лечении сердечно-сосудистых заболеваний за счет устранения жировых бляшек из просвета сосудов, расширения сосудов головного мозга, периферических и коронарных сосудов, грудной аорты и легочной артерии. Перекись водорода применяется и при лечении кожных заболеваний, в гинекологии, неврологии, при болезнях мочеполовой системы, при лор- заболеваниях и т.д.
Также известно, что перекись водорода делает любую воду практически стерильной и еще в Первую мировую войну солдаты на фронте использовали ее для обеззараживания питьевой воды.
До трех четвертей всех клеток иммунной системы находится в желудочно-кишечном тракте, а остальные — в подкожных лимфоузлах. Из кишечника в кровь поступают питательные вещества и если он загрязнен, то загрязняется кровь и клетки всего организма. В этих условиях иммунная система не может полноценно выводить шлаки из клеток и производить в достаточном количестве перекись водорода для борьбы с патогенной микрофлорой, а это постепенно приводит к различным заболеваниям.
Несмотря на то, что организм человека является саморегулирующей энергоинформационной системой, в которой все взаимосвязано и зависимо, тем не менее, не очистив организм от шлаков (особенно толстый кишечник и печень), невозможно вылечить любое заболевание. Не будет большой новостью то обстоятельство, что зашлакованность организма любого из нас находится на очень высоком уровне и в этих условиях организм испытывает сложности с обеспечением атомарным кислородом со всеми вытекающими отсюда последствиями. Подтвердить это на примере периодически выявляющихся проблем в работе иммунной системы собственного организма может любой из нас.
Известный специалист по лечению перекисью водорода, профессор Неумывакин И.П. предлагает провести простой тест на определение уровня зашлакованности организма: следует принять 1-2 столовые ложки отстоявшегося (1,5 – 2 часа) свекольного сока и если после этого моча окрасится в бурачный цвет, это будет означать, что кишечник и печень перестали надлежаще выполнять свои детоксикационные функции.
В этом случае необходима своевременная помощь организму, как по очистке желудочно – кишечного тракта, так и по дополнительному обеспечению его перекисью водорода, а еще лучше – сразу же атомарным кислородом. Прекрасным решением проблемы снабжения организма в необходимом объеме атомарным кислородом является прием питьевой воды с добавлением небольшого количества перекиси водорода.
Лично я такую воду употребляю регулярно и не менее трех раз в день натощак (за 15 — 30 минут до приема пищи или через 1,5 – 2 часа после) в течение довольно длительного времени. Могу сообщить, что за этот период результаты периодически сдаваемых на анализ образцов крови показывают положительно изменяющуюся динамику и на текущий момент пришли к необходимому уровню. Это является прекрасным доказательством правильности выбора одного из методов общего оздоровления организма.
Раствор 3% перекиси водорода продаётся в аптеках в непрозрачной пластиковой бутылочке с носиком-капельницей, закрывающимся крышечкой.
Бесцветной жидкостью, с присущим металлическим привкусом применяемой с целью очищения различных ран и повреждений от вирусных микроорганизмов, способных занести инфекцию в организм, является перекись водорода.
Жидкость относится к простейшим пероксидам, представляющим собой сложные вещества, в которых происходит объединение атомов кислорода. В неограниченном количестве перекись может быть растворена в воде, в этиловом спирте, диэтиловом эфире, сама по себе является отличным растворителем.
Перекись водорода обладает такими биологическими свойствами:
По своему действию перекись водорода оказывает как положительный эффект, так и отрицательное воздействие. Эта грань зависит от дозировки, поэтому количество поступления данного раствора в организм должно строго контролироваться, ведь вместо лечебного эффекта, можно добиться негативного влияния пероксида на клетки и ткани организма.
Пероксид водорода – это эффективный раствор медицинского назначения, предназначенный для местного и наружного применения, характеризующийся как эффективное обеззараживающее вещество, с антиинфекционным эффектом. В лечебных целях может применяться по целевому назначению, а также в альтернативной методике, пропагандирующейся народными целителями.
Н2О2 воздействует и оказывает лечебный эффект:
Пероксид служит в качестве проводника, позволяющего дополнительно обогащать атомарным кислородом человеческий организм, который всегда содержится в дефиците.
Способы использования пероксида в медицинских целях:
Применение в наружных целях самый распространенный метод, с помощью которого можно осуществить эффективное лечение кожных повреждений, вызванных внешним воздействием и характеризующиеся нарушением целостности тканей, это могут быть различные порезы, раны, царапины. Обработка перекисью позволяет произвести обеззараживающий эффект, что положительно сказывается на предупреждении возникновения инфекционного процесса.
Вещество уничтожает и убирает с поврежденного участка кожи микрочастицы и инородные компоненты, образовавшиеся вследствие взаимодействия с предметами, вызвавшими механическое нарушение эпителия. Также пероксид результативен в борьбе с патогенной микрофлорой, отличительной чертой не слишком действенной борьбы иммунитета с которой, является появление воспаления тканей, проявляющееся гнойной жидкостью.
Гной представляет собой мутную жидкость (экссудат) выделяющийся в ткани либо полости организма в процессе воспаления из эластичных трубчатых образований – кровеносных сосудов. Нагноение – очень опасный процесс, способный не только прервать заживление тканей, но и способствовать заражению их целостных частиц, приводящее к разрушению все большего участка эпителия. Применение в данной среде перекиси водорода, не только очистит зараженную поверхность, но и уничтожит вызывающие воспаление вредоносные микроорганизмы.
Данный процесс выглядит следующим образом: на мембране омертвевшей клетки содержится белковая молекула каталаза, при обработке зараженного участка перекисью водорода возникает химическая реакция, в результате чего пероксид расщепляется и образует атомарный кислород, по своей природе сильнейший окислитель, убивающий патогенные микроорганизмы.
Применение такого действенного препарата послужит отличной подмогой, уничтожающей инфекционные процессы и приводящей к более быстрому заживлению повреждения тканей.Наружный способ применения перекиси является также и самым безопасным и считается целевым в использовании данного вещества.
Помимо целевого применения вещества, возможно и альтернативное его употребление, благоприятно сказывающееся для организма отзывы о приеме которого, характеризуют перекись водорода как раствор способный не только насытить клетки кислородом, но и предотвратить образование злокачественных опухолевых новообразований, вызванных патологическим изменением состояния клетки.
Альтернативный метод заключается в использовании вещества внутрь, как питьевого средства, подробно нашедшего свое отображение в трудах Неумывакина. Также активно перекись водорода применяется в компрессах, смесях, каплях и служит отличным средством с обеззараживающим и обезболивающим эффектом.
Распространен пероксид и в косметологии, так как данный компонент позволяет добиться результативности в избавлении от угревой сыпи, появление которой спровоцировано воспалением сальных желез, а вещество эффективно блокирует воспалительный процесс, предупреждая тем самым образование акне.
Периодически протирая кожу лица, смоченным в 3%-м растворе ватным тампоном, возможно убрать жирный блеск и немного подсушить кожу, очистить поры, избавиться от сальности кожного покрова.
Но излишнее применение в косметологических целях перекиси может вызвать необратимые процессы изменения процессов в кожных покровах, так как от полученного стресса организм в защитных целях может активно начинать процесс потовыделения для поддержания нормального состояния кожи.
Перекись водорода пользуется популярностью в качестве народного средства при приеме внутрь. Существуют методики, раскрывающие полезные свойства жидкости, когда различные способы применения раствора позволяют избавиться от многих недугов.
Самой известной новаторской методикой употребления в лечебных и профилактических целях является исцеляющая схема И.П. Неумывакина, которая открывается в постепенном приеме перекиси водорода и позволяет раскрыть широкие возможности действия вещества на организм человека.
Благодаря многолетним исследованиям, научным открытиям и практического отображения теоретических навыков, Неумывакин пришел к существенным выводам. Так как организм человека постоянно подвергается атаке микробов и вирусов, для борьбы с ними белые кровяные клетки и зернистые лейкоциты производят из воды и атмосферного оксигена угнетающий микробы окислитель Н2О2.
Данное химическое вещество способно восстановить нормальное функционирование обменных веществ, окислительно-восстановительных процессов, быть инициатором повышения иммунной сопротивляемости организма, стимулировать нормальное состояние клеток, предупреждая образование различных патологий.
Для этого одну капельку 3% пероксида разводят в 50 мл водички и пьют трижды в день. С каждым днем увеличивается и количество капелек 3%-ого раствора и через десять дней уже разводят 10 капелек на 50 мл. водички. Такую целебную смесь пьют за полчаса до принятия еды и когда доходят до отметки в 10 капель, на три дня прерывают прием. Потом начинать снова и уже с окончательной дозы и на такой же период, сочетая также и перерывы между использованием внутрь.
Как происходит выделение атомарного кислорода из перекиси водорода?
Этому процессу способствует фермент каталаза, содержащийся в плазме крови, белых кровяных тельцах и эритроцитах. При введение в кровь перекись водорода поочередно вступает в химическую реакцию с каталазой плазмы, белых кровяных телец и эритроцитов. И только каталаза эритроцитов полностью расщепляет перекись на воду и атомарный кислород. Далее кислород поступает вместе с кровью в легкие, где, как уже говорилось, участвует в газообмене, переходит в артериальную кровь.
Картина помещается в вакуумную камеру, и внутри камеры создается невидимое, мощное вещество, называемое атомарным кислородом. В течение часов или дней медленно, но верно, грязь растворяется, и цвета начинают вновь появляться. С оттенком свежераспыленного прозрачного лака картина возвращается к своей славе.
Это может показаться волшебством, но это наука. Он также может полностью стерилизовать хирургические имплантаты, предназначенные для человеческих тел , что значительно снижает риск воспаления. Он может улучшить устройства контроля глюкозы для пациентов с диабетом, используя часть количества крови, которая ранее требовалась для тестирования для лечения их болезни. Он может текстурировать поверхности полимеров, чтобы предложить адгезию костной клетки, что приводит к различным медицинским достижениям.
Попадая вместе с кровью к клеткам всего организма, атомарный кислород не только насыщает их кислородом. Он "сжигает" болезнетворные бактерии, вирусы и токсичные вещества, находящиеся в клетках, усиливая функции иммунной системы.
Кроме того, атомарный кислород способствует образованию витаминов и минеральных солей, стимулирует метаболизм белков, углеводов и жиров. И что самое интересное - помогает транспортировке сахара из плазмы крови в клетки организма. А это значит, что атомарный кислород, выделившийся из перекиси водорода, способен выполнять функции инсулина при сахарном диабете . На этом роль перекиси водорода не заканчивается - перекись вполне может справиться с функциями поджелудочной железы, стимулируя производство тепла в организме ("внутриклеточный термогенез"). Это происходит при взаимодействии перекиси водорода и кофермента, участвующего в "дыхании" клеток.
И это мощное вещество может быть создано из воздуха. Кислород приходит в нескольких разных формах . Атомный кислород не существует естественным образом очень долго на поверхности Земли, так как он очень реактивен. Низкоземная орбита состоит из около 96% атомного кислорода. Исследователи не только изобрели методы защиты космических аппаратов от атомного кислорода; они также обнаружили способ использовать потенциально разрушающую способность атомарного кислорода и использовать его для улучшения жизни на Земле.
Когда солнечные решетки были предназначены для космической станции, возникла озабоченность по поводу того, что одеяла солнечной батареи, которые сделаны из полимеров, быстро разрушаются из-за атомарного кислорода. Диоксид кремния или стекло уже окисляется, поэтому он не может быть поврежден атомарным кислородом. Исследователи создали покрытие из прозрачного стекла из двуокиси кремния, которое настолько тонкое, что оно гибкое. Это защитное покрытие прилипает к полимерам массива и защищает массивы от эрозии, не жертвуя никакими тепловыми свойствами.
В заключение можно сделать вывод, что роль перекиси водорода в биоорганических процессах организма просто уникальна. Рассмотрим в отдельности каждый из этих процессов.
Иммунная защита
Введение перекиси водорода и выделение из нее атомарного кислорода оказывает большое влияние на повышение иммунитета организма, устойчивости к вирусам, бактериям, токсичным веществам. Атомарный кислород участвует в следующих процессах:
Покрытия продолжают успешно защищать массивы космических станций и также используются для массивов для Мира. «Он успешно летал в космосе уже более десяти лет», - говорит Бэнкс. «Он был разработан, чтобы быть прочным». Через сотни испытаний, которые были частью разработки покрытия, которое было устойчиво к атомному кислороду, команда Гленна стала экспертом в понимании того, как работает атомный кислород. Команда воображала другие способы, которыми атомный кислород мог бы использоваться в выгодной манере, а не разрушительное влияние, которое оно оказывает на пространство.
Образовании гамма-интерферона;
Увеличении числа моноцитов;
Стимуляции образования и деятельности клеток-хелперов;
Подавлении В-лимфоцитов.
Обмен веществ
Внутривенное введение перекиси водорода необходимо больным инсулиннезависимым диабетом, так как стимулирует следующие жизненно важные процессы в обмене веществ:
Команда обнаружила множество способов использования атомного кислорода. Они узнали, что он превращает поверхности силиконов в стекло, что может быть полезно при создании компонентов, которые должны образовывать плотное уплотнение, не прилипая друг к другу. Этот процесс обработки разрабатывается для использования на печах для Международной космической станции. Они также узнали, что он может восстанавливать и спасать поврежденные изображения, улучшать материалы, используемые на самолетах и космических аппаратах, и приносить пользу людям через множество биомедицинских приложений.
Усвояемость глюкозы и образование из нее гликогена;
Метаболизм инсулина.
Кроме этого, перекись водорода активно участвует в гормональной деятельности организма. Под ее воздействием усиливается активность следующих процессов:
Образование прогестерона и тиронина;
Синтез простагландинов;
Подавление синтеза биологически активных аминов (дофамина, норадреналина и серотонина);
Существуют разные способы применения атомарного кислорода к поверхностям. Чаще всего используется вакуумная камера. Эти камеры варьируются от размера обувной коробки до камеры, которая составляет 4 фута на 6 футов на 3 фута. Микроволны или радиочастотные волны используются для разложения кислорода на атомы кислорода - атомного кислорода. Образец полимера помещают в камеру, и его эрозия измеряется для определения уровня атомарного кислорода внутри камеры.
Другим методом применения атомарного кислорода является использование переносной пучковой машины, которая направляет поток атомарного кислорода к определенной цели. Возможно создание банка этих лучей для покрытия большей площади поверхности. С помощью этих методов можно обрабатывать различные поверхности. Поскольку исследования атомного кислорода продолжаются, различные отрасли узнали о работе. Партнерские отношения, сотрудничество и взаимопомощи начались - и во многих случаях - завершены - в нескольких коммерческих зонах.
Стимуляция снабжения кальцием клеток головного мозга.
Процесс окисления в организме тоже не остается без участия перекиси водорода. Атомарный кислород "подстегивает" деятельность ферментов, отвечающих за следующие окислительные процессы:
Образование, накопление и транспортировка энергии;
Распад глюкозы.
В результате внутривенного введения перекиси водорода в организм пузырьки кислорода выделяются из перекиси водорода и по дыхательным путям попадают в легкие, где участвуют в газообмене, способствуя кислородному обогащению клеток организма в результате следующих процессов:
Многие из них были исследованы, и можно исследовать многие другие области. Атомный кислород использовался для текстурирования поверхности полимеров, которые могут сливаться с костью. Поверхность гладких полимеров обычно препятствует адгезии с костно-формирующими клетками, но атомный кислород создает поверхность, где адгезия усиливается. Существует множество способов, которые могут быть полезны для остеопатического здоровья.
Атомный кислород можно также использовать для удаления биологически активных загрязнителей из хирургических имплантатов. Даже при современных методах стерилизации трудно удалить все мусор из бактериальных клеток из имплантатов. Эти эндотоксины являются органическими, но не являются живыми; поэтому стерилизация не может их удалить. Они могут вызвать воспаление после имплантации, и это воспаление является одной из основных причин боли и потенциальных ослабляющих осложнений у пациентов, получающих имплантат.
Дополнительного насыщения кислородом ткани легких;
Увеличения давления воздуха в альвеолах;
Стимуляции отхождения мокроты при заболеваниях верхних дыхательных путей и легких;
Очистки сосудов;
Восстановления многих функций головного мозга и функции зрительного нерва при его атрофии.
Сердечно-сосудистая деятельность
Атомный кислород очищает имплантат и удаляет все следы органических материалов, что значительно снижает риск послеоперационного воспаления. Это приводит к лучшим результатам для пациентов, которым требуются хирургические имплантаты. Эта технология также используется для датчиков глюкозы и других биомедицинских мониторов. Эти мониторы используют акриловые оптические волокна, которые текстурируются атомарным кислородом. Это текстурирование позволяет волокну отфильтровывать эритроциты, позволяя сыворотке крови более эффективно контактировать с химическим чувствительным компонентом на мониторе.
Перекись водорода, введенная внутривенно, оказывает положительное воздействие на деятельность сердечно-сосудистой системы организма за счет расширения сосудов головного мозга, периферических и коронарных сосудов , грудной аорты и легочной артерии.
Нетрадиционная медицина применяет раствор перекиси водорода в виде перорального (питья раствора), внутривенного введения и наружного применения.
Поврежденные произведения искусства можно восстановить и сохранить с помощью атомарного кислорода. Это изображение до и после «Мадонны стула» показывает драматические результаты, которые возможны. Процесс удаляет все органические материалы, такие как углерод или сажа, но обычно не влияет на краску. Пигменты в краске в основном неорганические и уже окислены, что означает, что атомный кислород не повреждает их. Пигменты, которые являются органическими, также могут быть сохранены путем тщательного учета воздействия атомарного кислорода.
Холст также безопасен, так как атомный кислород реагирует только на поверхности картины. Работы можно поместить в вакуумную камеру, где создается атомный кислород. В зависимости от количества повреждений картина может оставаться в камере от 20 часов до 400 часов. Пучок карандашей также может использоваться для специфической атаки на поврежденную область, нуждающуюся в восстановлении, что исключает необходимость размещения работ в вакуумной камере.
Об этом способе лечения перекисью водорода - см в части "Применение перекиси водорода в официальной медицине".
В предыдущих главах описывалось положительное воздействие на организм раствора перекиси водорода при его правильном внутривенном введении.
Музеи, галереи и церкви пришли к Гленну, чтобы спасти и восстановить свои произведения искусства. Гленн продемонстрировал способность восстановить поврежденную огнем картину Джексона Поллака, снял помаду с картины Энди Уорхола и сохранил картины, поврежденные от дыма, в церкви Святого Станислава в Кливленде. Команда Гленна использовала атомный кислород для восстановления куска, который ранее считался непоправимым: многовековая, итальянская копия картины Рафаэля под названием «Мадонна председателя», которая принадлежит епископальной церкви Св.
Как правильно вводить перекись водорода?
В первую очередь нужно предупредить читателя об опасности самостоятельного и бесконтрольного лечения.
Внутривенное капельное введение может сделать только врач, знакомый с действием перекиси водорода на организм. Он выполнит эту процедуру при помощи одноразовой системы для перфузионных растворов.
Альбана в Кливленд. Вакуумная камера с атомной кислородной экспозицией в Гленне позволяет проводить самые современные исследования использования атомного кислорода. Они обнаружили множество приложений для атомного кислорода и выглядят вперед, чтобы расследовать еще больше. Существует много возможностей, которые не были полностью изучены, - говорит Бэнкс, - было много приложений для использования в космосе, но, вероятно, существует много других приложений, не связанных с космосом.
Команда надеется продолжить изучение способов использования атомного кислорода и дальнейшего изучения перспективных областей, которые они уже определили. Многие технологии запатентованы, и команда Гленна надеется, что компании будут лицензировать и коммерциализировать некоторые технологии, поэтому они могут быть еще более полезными для общества.
При этом врач должен предупредить пациента о возможном временном повышении температуры до 40 °C (результат интоксикации) и взять на себя ответственность за свои действия.
Если вы все же решитесь на самостоятельное проведение процедуры, то соблюдайте следующие "не":
Не употребляйте алкоголя и не курите в период лечения;
Не вводите лекарство в воспаленный сосуд;
«Было бы неплохо увидеть, что больше компаний используют технологии, полученные в результате усилий страны в области аэрокосмической промышленности», - говорит Бэнкс. В определенных условиях атомный кислород может нанести ущерб. Сохраняет ли бесценное произведение искусства или повышает здоровье человека, атомный кислород является мощным.
«Это очень полезно работать, потому что вы сразу видите выгоду, и это может оказать непосредственное влияние на общественность», - говорит Миллер. Радикалом является атом или группа атомов, которые имеют один или несколько неспаренных электронов. Радикалы могут иметь положительный, отрицательный или нейтральный заряд. Они образуются в качестве необходимых промежуточных продуктов во множестве нормальных биохимических реакций, но когда они генерируются избыточно или не контролируются надлежащим образом, радикалы могут нанести ущерб широкому спектру макромолекул.
Не вводите перекись водорода вместе с другими лекарственными средствами , так как при этом происходит их окисление и нейтрализация лечебного эффекта.
Техника выполнения внутривенного введения перекиси водорода при помощи 20-граммового шприца
Введение перекиси водорода шприцем используется при оказании неотложной помощи.
Характерной особенностью радикалов является то, что они обладают чрезвычайно высокой химической реактивностью, что объясняет не только их нормальную биологическую активность, но и то, как они наносят ущерб клеткам. Существует много типов радикалов, но наиболее значимые в биологических системах производятся из кислорода и известны как реактивные виды кислорода. Кислород имеет два неспаренных электрона на отдельных орбиталях в своей внешней оболочке. Эта электронная структура делает кислород особенно восприимчивым к радикальному образованию.
Отвинтите наружную крышку бутылочки с перекисью;
Приготовьте одноразовый 20-граммовый шприц;
Проткните иглой внутреннюю крышку бутылочки и введите немного воздуха;
Наберите перекись водорода в количестве, указанном в рецептуре;
Смешайте перекись водорода с физраствором;
Готовый раствор медленно введите в вену, вначале 5, а затем 10, 15 и 20 мл в течение 3 минут. При быстром введении перекиси водорода возможно образование большого количества пузырьков кислорода, и в месте введения перекиси или по ходу сосуда могут возникнуть болевые ощущения . В этом случае замедлите введение, а если боль будет сильной, то вообще прекратите. На болевой участок можно положить холодный компресс.
Последовательное восстановление молекулярного кислорода приводит к образованию группы активных форм кислорода. Гидроксильный радикал супероксида. . Структура этих радикалов показана на рисунке ниже, наряду с обозначением, используемым для их обозначения. Обратите внимание на разницу между гидроксильным радикалом и гидроксильным ионом, который не является радикалом.
Это возбужденная форма кислорода, в которой один из электронов прыгает на высшую орбиталь после поглощения энергии. Кислородные радикалы генерируются постоянно как часть нормальной аэробной жизни. Они образуются в митохондриях, так как кислород уменьшается вдоль электронной транспортной цепи. Реактивные виды кислорода также образуются в качестве необходимых промежуточных продуктов в различных реакциях фермента. Примеры ситуаций, в которых кислородные радикалы перепроизводствуют в клетках, включают.
После внутривенного введения перекиси водорода пациенту не следует вставать и делать резких движений. Желательно отдохнуть, выпить чай с медом.
Рецептура
Доктор И. П. Неумывакин предлагает начинать лечение с малых доз, постепенно увеличивая концентрацию перекиси водорода. Он предлагает следующую рецептуру.
Для первого внутривенное введения, независимо от заболевания, нужно набрать в 20-граммовый шприц 0,3 мл 3 %-ной перекиси водорода для акушерской практики в смеси с 20 мл физраствора (0,06 %-ный раствор).
При повторных внутривенных введениях концентрация перекиси водорода в физрастворе увеличивается: от 1 мл 3 %-ной перекиси водорода на 20 мл физраствора (0,15 %-ный раствор) и до 1,5 мл 3 %-ной перекиси водорода на 20 мл физраствора.
Именно поэтому приверженцы лечения перекисью водорода предлагают восполнить недостаток кислорода в клетках атомарным кислородом из перекиси водорода.
И все-таки ввиду того, что организм человека из-за малоподвижного образа жизни, характера питания и других факторов практически всегда испытывает недостаток кислорода, прием перекиси водорода при любых расстройствах будет нелишним.
Рецептура
Из книги профессора Неумывакина И.П. «Перекись водорода. Мифы и реальность»
В настоящее время доказано, что из-за загазованности, задымленности воздуха, особенно наших городов, в том числе из-за неразумного поведения человека (курение и т. п.) кислорода в атмосфере содержится почти на 20% меньше, что является настоящей опасностью, вставшей в полный рост перед человечеством. Почему возникает вялость, чувство усталости, сонливости, депрессии? Да потому что организм недополучает кислород. Вот почему в настоящее время все большую популярность приобретают кислородные коктейли, как бы восполняющие эту недостачу. Однако кроме временного эффекта это ничего не дает. Что же остается человеку делать?
Кислород является окислителем для сжигания поступающих в организм веществ. Что происходит в организме, в частности в легких, при обмене газов? Кровь, проходя через легкие, насыщается кислородом. При этом сложное образование - гемоглобин - переходит в оксигемоглобин, который вместе с питательными веществами разносится по всему организму. Кровь при этом становится ярко-красной. Вобрав в себя все отработанные продукты обмена веществ, кровь уже напоминает сточные воды. В легких, в присутствии большого количества кислорода, продукты распада сжигаются, а излишняя углекислота удаляется.
Когда организм зашлакован при различных болезнях легких, курении и т. п. (при которых вместо оксигемоглобина образуется карбоксигемоглобин, фактически блокирующий весь дыхательный процесс), кровь не только не очищается и не подпитывается необходимым кислородом, но и возвращается в таком виде к тканям, и так задыхающимся от недостатка кислорода. Круг замыкается, и где произойдет поломка системы - дело случая.
С другой стороны, чем ближе к Природе пища (растительная), подвергнутая лишь незначительной термической обработке, тем больше находится в ней кислорода,
освобождаемого при биохимических реакциях. Хорошо питаться - это не значит переедать и все продукты сваливать в кучу. В жареных, консервированных продуктах кислорода вообще нет, такой продукт становится «мертвым», а потому для его обработки требуется еще большее количество кислорода. Но это только одна сторона проблемы. Работа нашего организма начинается с его структурной единицы - клетки, где есть все необходимое для жизнедеятельности: переработки и потребления продуктов, превращения веществ в энергию, выделения отработанных веществ.
Так как клеткам практически всегда не хватает кислорода, человек начинает глубоко дышать, но излишек атмосферного кислорода - это не благо, а причина образования тех же свободных радикалов. Возбужденные от недостатка кислорода атомы клеток, вступая в биохимические реакции со свободным молекулярным кислородом, как раз способствуют образованию свободных радикалов.
Свободные радикалы
всегда имеются в организме, и их роль заключается в том, чтобы поедать патологические клетки, но так как они очень прожорливы, то при увеличении их количества они начинают поедать и здоровые. При глубоком дыхании в организме кислорода становится больше, чем надо, и он, выдавливая из крови углекислоту, не только нарушает равновесие в сторону ее уменьшения, что приводит к спазму сосудов - основе любого заболевания, но и образованию еще большего количества свободных радикалов, в свою очередь усугубляющих состояние организма. Следует иметь в виду тот факт, что во вдыхаемом табачном дыме свободных радикалов очень много, а в выдыхаемом - их почти нет. Куда они делись? Не в этом ли кроется одна из причин искусственного старения организма?
Именно для этого в организме существует еще одна система, связанная с кислородом, - это перекись водорода
, образуемая клетками иммунной системы, которая при разложении выделяет атомарный кислород и воду.
Атомарный кислород
как раз является одним из самых сильных антиоксидантов, устраняющих кислородное голодание тканей, но и, что не менее важно, уничтожает любую патогенную микрофлору (вирусы, грибы, бактерии и т. п.), а также излишних свободных радикалов.
Углекислота
- это второй по значимости после кислорода важнейший регулятор и субстрат жизни. Углекислота стимулирует дыхание, способствует расширению сосудов мозга, сердца, мышц и других органов, участвует в поддержании необходимой кислотности крови, влияет на интенсивность самого газообмена, повышает резервные возможности организма и иммунной системы.
На первый взгляд кажется, что мы дышим правильно, но это не так. На самом деле у нас разрегулирован механизм кислородообеспечения клеток из-за нарушения соотношения кислорода и углекислого газа на уровне клеток. Дело в том, что по закону Вериго, при нехватке в организме углекислого газа, кислород с гемоглобином образуют прочную связь, что препятствует отдаче кислорода тканям.
Известно, что только 25%кислорода поступает в клетки, а остальной возвращается обратно в легкие по венам. Почему так происходит? Проблема в углекислом газе, который в организме образуется в огромном количестве (0,4-4 л в минуту) как один из конечных продуктов окисления(наряду с водой) питательных веществ . Причем, чем больше человек испытывает физических нагрузок , тем больше производится углекислого газа. На фоне относительной обездвиженности, постоянных стрессов обмен веществ замедляется, что вызывает снижение выработки углекислоты. Волшебство углекислого газа заключается в том, что при постоянной физиологической концентрации в клетках он способствует расширению капилляров, при этом кислорода больше поступает в межклеточное пространство и потом путем диффузии в клетки. Следует обратить ваше внимание на то, что каждая клетка имеет свой генетический код, в котором расписана вся программа ее деятельности и рабочие функции. И если клетке создать нормальные условия снабжения кислородом, водой, питанием, то она будет работать заложенное Природой время. Фокус заключается в том, что дышать надо реже и неглубоко и на выдохе делать больше задержек , тем самым способствуя поддержанию количества углекислого газа в клетках на физиологическом уровне, снятию спазма с капилляров и нормализации обменных процессов в тканях. Надо запомнить и такое важное обстоятельство: чем больше кислорода поступает в организм, в кровь, тем хуже для последнего из-за опасности образования перекисных соединений. Природа хорошо придумала, дав нам избыток кислорода, но с ним обращаться надо осторожно, ибо избыток кислорода - это увеличение количества свободных радикалов.
Например, в легких кислорода должно содержаться столько же, сколько его находится на высоте 3000 м над уровнем моря. Это оптимальная величина, превышение которой ведет к патологии. Почему, например, горцы живут долго? Конечно, экологически чистая еда, размеренный образ жизни, постоянная работа на свежем воздухе , чистая свежая вода - все это важно. Но главное в том, что на высоте до 3 км над уровнем моря, где находятся горные селения, процент содержания в воздухе кислорода сравнительно снижен. Так вот, именно при умеренной гипоксии (нехватке кислорода) организм начинает экономно его расходовать, клетки находятся в режиме ожидания и обходятся жестким лимитом при нормальной концентрации углекислого газа. Давно ведь замечено, что пребывание в горах значительно улучшает состояние больных, особенно с легочными заболеваниями.
В настоящее время большинство исследователей считают, что при любом заболевании возникают нарушения в дыхании тканей и, в первую очередь, за счет глубины и частоты вдохов и избытка парциального давления поступающего кислорода, что снижает концентрацию углекислоты. В результате этого процесса включается мощный внутренний замок, возникает спазм, который только на короткое время снимается спазмолитиками. Действительно эффективной же в этом случае будет просто задержка дыхания, что уменьшит поступление кислорода, и тем самым снизит вымывание углекислоты, с увеличением концентрации которой до нормального уровня снимется спазм и восстановится окислительно-восстановительный процесс. В каждом заболевшем органе, как правило, находят парез нервного волокна и спазм сосудов, то есть болезней без нарушения кровоснабжения не существует. С этого начинается самоотравление клетки из-за недостаточного поступления кислорода, питательных веществ и малого оттока продуктов обмена, или, иначе, любое нарушение работы капилляров - первопричина многих заболеваний. Вот почему нормальное соотношение концентрации кислорода и углекислоты играет такую большую роль: с уменьшением глубины и частоты дыхания нормализуется количество углекислоты в организме, тем самым снимается спазм с сосудов, раскрепощаются и начинают работать клетки, уменьшается количество потребляемой пищи, так как улучшается процесс ее переработки на клеточном уровне.
Роль перекиси водорода в организме
Из многочисленной почты приведу одно письмо.
Уважаемый Иван Павлович!
Вас беспокоят из областной клинической больницы г. N. Один наш пациент страдает низкодифференцированной аденокарциномой IV стадии. Лежал вМосковском онкологическом центре , где проводилось соответствующее лечение и откуда был выписан с прогнозом срока жизни один месяц, о чем было сказано родным. У нас в клинике больному проведено два курса эн-долимфатического введения фторурацила и рондолейкина. В комплекс этого лечения мы ввели рекомендованный Вами метод внутривенного введения перекиси водорода в концентрации 0,003% в сочетании с ультрафиолетовым облучением крови. Перекись водорода вводили в количестве 200.0 физиологического раствора ежедневно№10 и проводили облучение крови с помощью аппарата «Изольда», так как разработанного Вами устройства «Гелиос-1» у нас нет.После проведенного нами лечения прошло уже 11месяцев, пациент жив, работает. Нас удивил и заинтересовал данный случай. К сожалению, нам встречались публикации о применении перекиси водорода в онкологии, но только в популярной литературе и в Ваших статьях-интервью в газете «ЗОЖ». Если воможно, не могли бы Вы сообщить более подробную информацию о применении перекиси водорода. Есть ли на эту тему медицинские статьи?
Уважаемые коллеги! Должен вас огорчить: официальная медицина делает все, чтобы не видеть и не слышать, что есть какие-то альтернативные методы и средства лечения, в том числе онкологических больных. Ведь тогда пришлось бы отказаться от многих узаконенных, но не просто бесперспективных, а и вредных методов лечения, какими в случае с онкологией являются, например, химио- и радиотерапия.
Следует отметить, что три четверти клеток иммунной системы находится в желудочно-кишечном тракте, а одна четверть - в подкожной клетчатке, где расположена лимфатическая система . Многие из вас знают, что клетка снабжается кровью, куда питание поступает из кишечной системы - этого сложного механизма по переработке и синтезу необходимых организму веществ, а также удалению отходов. Но мало кто знает: если кишечник загрязнен (что бывает практически у всех больных, да и не только), то загрязняется и кровь, а следовательно, и клетки всего организма. При этом клетки иммунной системы, «задыхаясь» в этой загрязненной среде, не только не могут избавить организм от недоокисленных токсических продуктов, но и произвести в необходимом количестве перекись водорода для защиты от патогенной микрофлоры.
Так что же происходит в желудочно-кишечном тракте(ЖКТ), от которого в полном смысле слова зависит вся наша жизнь? Для того чтобы в целом проверить, как работает ЖКТ, существует простая проба:
примите 1-2 cm. ложки свекольного сока (пусть он предварительно отстоится 1,5-2часа; если после этого урина окрасится в бурачный цвет, это означает, что ваш кишечник и печень перестали выполнять свои детоксикационные функции, и продукты распада - токсины -попадают в кровь, в почки, отравляя организм в целом
.
Мой более чем двадцатипятилетний опыт в народном целительстве позволяет сделать вывод, что организм - это совершенная саморегулирующаяся энергоинформационная система, в которой все взаимосвязано и взаимозависимо, а запас прочности всегда больше любого повреждающего фактора. Основополагающей причиной практически всех заболеваний является нарушение в работе желудочно-кишечного тракта , ибо это сложное «производство» по дроблению, переработке, синтезу, всасыванию необходимых организму веществ и удалению продуктов метаболизма. И в каждом его цехе (рот, желудок и т. д.) процесс переработки пищи должен быть доведен до конца.
Итак, подытожим.
Желудочно-кишечный тракт - это место дислокации:
3/4 всех элементов иммунной системы, ответственной за «наведение порядка» в организме;
более 20 собственных гормонов, от которых зависит работа всей гормональной системы;
брюшной «мозг», регулирующий всю сложную работу ЖКТ и взаимосвязь с головным мозгом;
более 500 видов микробов, перерабатывающих, синтезирующих биологически активные вещества и разрушающих вредные.
Таким образом, ЖКТ - своего рода корневая система, от функционального состояния которой зависит любой процесс, происходящий в организме.
Зашлакованность организма - это:
Консервированная, рафинированная, жареная пища, копчености, сладости, для переработки которых требуется очень много кислорода, из-за чего организм постоянно испытывает кислородное голодание (например, раковые опухоли развиваются только в бескислородной среде);
плохо пережеванная пища, разбавленная вовремя или после еды любой жидкостью (первое блюдо - еда); снижение концентрации пищеварительных соков желудка, печени, поджелудочной железы не позволяет им переварить пищу до конца, в результате чего она вначале гниет, закисляется, а потом защелачивается, что также является причиной заболеваний.
Нарушение работы ЖКТ- это:
ослабление иммунной, гормональной, ферментативной систем;
замена нормальной микрофлоры на патологическую (дисбактериоз, колит, запор и т. п.);
изменение электролитного баланса (витаминов, микро- и макроэлементов), что приводит к нарушению обменных процессов (артрит, остеохондроз) и кровообращения (атеросклероз, инфаркт, инсульт и т. д.);
смещение и сдавливание всех органов грудной, брюшной и тазовой областей, что приводит к нарушению их функционирования;
застойные явления в любом отделе толстого кишечника, что приводит к патологическим процессам в проецируемом на нем органе.
Не нормализовав режим питания, не очистив организм от шлаков, особенно толстый кишечники печень, вылечить любое заболевание невозможно.
Благодаря очистке организма от шлаков и последующему разумному отношению к своему здоровью, мы приводим все органы в резонанс с заложенной Природой частотой. Тем самым восстанавливается эндоэкологическое состояние, или, иначе,- нарушенный баланс в энергоинформационных связях как внутри организма, так и с внешней средой. Иного пути нет.
Теперь поговорим непосредственно об этой удивительной особенности работы иммунной системы, заложенной в наш организм, как одно из сильнейших средств борьбы с различной патогенной средой, характер которой не имеет значения, - об образовании клетками иммунной системы, лейкоцитами и гранулоцитами (разновидность тех же лейкоцитов), перекиси водорода.
В организме перекись водорода образуется этими клетками из воды и кислорода:
2Н2О+О2=2Н2О2
Разлагаясь, перекись водорода образует воду и атомарный кислород:
Н2О2=Н2О+"О".
Однако на первой стадии разложения перекиси водорода выделяется атомарный кислород, который является «ударным» звеном кислорода во всех биохимических и энергетических процессах.
Именно атомарный кислород определяет все необходимые жизненные параметры организма, а точнее, поддерживает иммунную систему на уровне комплексного управления всеми процессами для создания должного физиологического режима в организме, что и делает его здоровым. При сбое этого механизма (при недостатке кислорода, а его, как вы уже знаете, всегда не хватает), особенно при недостатке аллотропного (других видов, в частности, той же перекиси водорода) кислорода и возникают различные заболевания , вплоть до гибели организма. В таких случаях хорошим подспорьем для восстановления баланса активного кислорода и стимуляции окислительных процессов и собственного его выделения и является перекись водорода - это чудодейственное средство, придуманное Природой в качестве защиты организма, даже когда мы ему чего-то недодаем или просто не задумываемся, как там внутри работает сложнейший механизм, обеспечивающий наше существование.
Введение
1. Исследования воздействия атомарного кислорода в верхней атмосфере Земли на материалы
1.1 Атомарный кислород в верхней атмосфере Земли
1.2 Изучение воздействия атомарного кислорода на материалы в натурных и лабораторных условиях
1.3 Процесс химического распыления полимеров АК
1.4 Изменение свойств полимерных материалов при воздействии атомарного кислорода
1.5 Методы защиты полимерных материалов от разрушения плазменными потоками
2. Методика исследования воздействия атомарного кислорода на полимеры
2.1 Описание методики расчетов
2.2 Магнитоплазмодинамический ускоритель кислородной плазмы НИИЯФ МГУ
3. Результаты расчетов
3.1 Описание и сопоставление полученных данных с экспериментальными расчетами
3.2 Исследование роли распределения наполнителя в приповерхностном слое композита
3.3 Анализ защитных свойств наполнителя на основе данных по ослаблению потока АК
3.4 Исследование роли распределения наполнителя в объеме композита
Заключение
Введение
В интервале высот от 200-700 км атомарный кислород (АК) является основным компонентом верхней атмосферы Земли, воздействие которого приводит к сильному разрушению материалов внешних поверхностей космических аппаратов. При этом АК усиливает свою окислительную способность за счет дополнительной кинетической энергии атомов кислорода (около 5 эВ), вызванной орбитальной скоростью космического аппарата (КА) на орбите Земли. Эрозия материалов вызывается из-за влияния набегающего потока АК, в результате этого воздействия ухудшаются такие параметры как: механические, оптические, электрические и тепловые. Больше всего такому разрушающему воздействию подвергаются полимерные материалы, т.к. после химического взаимодействия кислорода образуются устойчивые летучие окислы, десорбирующиеся с поверхности КА. Для полимерных материалов (ПМ) толщина уносимого с поверхности слоя может достигать нескольких десятков и даже сотен микрометров в год .
Повышение стойкости полимеров к воздействию АК может быть достигнуто путем введения наночастиц в приповерхностные слои, устойчивых к воздействию потока АК . К перспективным, функциональным и конструкционным материалам КА относят полимерные нанокомпозиты, которые имеют улучшенные механические, термические, радиационные и оптические характеристики. Долгий срок службы, безопасное функционирование КА зависит от стойкости используемых конструкционных и функциональных материалов к влиянию атомарного кислорода. Несмотря на все проведенные исследования и большой объем накопленных экспериментальных данных по изучению воздействия потока атомарного кислорода на полимерные материалы КА на сегодняшний день нет единой модели воздействия потока АК. Поиск и исследование материалов, стойких к эффектам AK в условиях долгого нахождения космических аппаратов на околоземной орбите, развитие новых материалов с лучшими особенностями и прогнозирование долгосрочной стабильности свойств КА есть главные задачи для создателей космической техники.
Актуальность темы выпускной квалификационной работы определяется тем, что решение вышеуказанных задач невозможно без дальнейших исследований процесса эрозии, не получая новые качественные и количественные данные по потере массы, изменениям рельефа поверхности и физико-механических свойств полимерных материалов при действии потока АК.химический распыление космический лабораторный
Целью моей работы явилось изучение и получение новых данных, сопоставление их с экспериментальными данными по влиянию воздействия потоков АК на полимерные материалы и выяснению их степени согласия с результатами расчетов. Чтобы достичь поставленную цель были решены следующие задачи: Изучены по литературным данным явления химического распыления материалов, определены параметры, характеризующие интенсивность процесса химического распыления; Изучены методики математического моделирования процесса химического распыления полимеров атомарным кислородом и лабораторного исследования этого явления; Проведено компьютерное моделирование процесса эрозии поверхности типичных полимеров и композитов на их основе под действием атомарного кислорода; Проведен лабораторный эксперимент по химическому распылению полимерного композита атомарным кислородом; Сопоставлены расчетные и экспериментальные данные, проанализированы полученные результаты, сделаны практические выводы. В данной работе для исследования количественных характеристик процесса эрозии полимерных материалов под действием АК использовалась математическая модель, созданная в НИИЯФ МГУ на основе экспериментальных данных . Часть результатов данной выпускной квалификационной работы были опубликованы в сборниках и представлены на двух конференциях таких как: XVIII Межвузовской школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине" и ежегодной межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов имени Е.В. Арменского.
1. Исследования воздействия атомарного кислорода в верхней атмосфере Земли на материалы
1 Атомарный кислород в верхней атмосфере Земли
Космические аппараты на околоземной орбите оказываются под влиянием целого комплекса факторов пространства, таких как: высокий вакуум, термоциклирование, потоков электронов и ионов высокой энергии, холодной и горячей космической плазмы, солнечного электромагнитного излучения, твердых частиц моделируемого происхождения . Наибольшее влияние оказывает воздействие набегающего потока АК в верхней атмосфере Земли. Атомарный кислород является основным компонентом атмосферы Земли в интервале высот от 300 до 500 км, его доля составляет ~ 80%. Доля молекул азота составляет ~ 20%, доля ионов кислорода ~ 0.01%. До 100 км состав атмосферы слегка изменяется из-за ее турбулентного перемешивания, средняя масса молекул остается приблизительно постоянной: m = 4,83∙10-26 кг (М = 28,97). Начиная со 100 км, атмосфера начинает меняться, в частности, процесс диссоциации молекул О2 становится существенным, т.е. содержания атомарного кислорода увеличивается, а также происходит обогащение атмосферы легкими газами гелия, а на больших высотах - водорода из-за диффузионного разделения газов в гравитационном поле Земли (рис. 1. a, в).
Рис. 1 Распределение концентрации атмосферных составляющих
С высоты 100 км начинаются изменения состава атмосферы Земли, потому что происходит процесс увеличения содержания атомарного кислорода и начинается обогащение атмосферы легкими газами, таких как гелий, а набольших высотах - водород, за счет диффузионнoго разделения газов в гравитационном поле Земли (рис.1 а, б) . В формировании высотных распределений нейтральных и заряженных частиц верхней атмосферы большую роль играют также разнообразные ионно-молекулярные реакции, протекающие в газовой фазе.
Таблица 1 - Энергия ионизации, диссоциации и возбуждения основных атмосферных составляющих Атом или молекулаEi, эВλi, нмEd, эВλd, нмВозбужденное состояниеEex, эВNO9.251345.292.34O210.081035.08244O2(1Δg) O2(b1Σ+g) O2(A3Σ+u)0,98 1,63 4,34H13.5991--O13.6191--O(1D) O(1S)1,96 4,17 N 14.54 85 - -N(2D) N(2P)2,39 3,56H215.41804.48277N215.58797.371.68Ar15.7579--He24.5850--
Процессы диссоциации и ионизации атмосферных составляющих происходят главным образом под действием коротковолнового электромагнитного излучения Солнца. В табл. 1 приведены значения энергии ионизации Ei и диссоциации Ed наиболее важных атмосферных составляющих с указанием соответствующих этим энергиям длин волн солнечного излучения λi и λd. Там же приведены значения энергии возбуждения Eex различных состояний для молекул O2 и атомов O и N.
Ниже можно посмотреть данные о распределении энергии в солнечном спектре, которые показаны в таблице 2. в которой для разных спектральных интервалов приведены абсолютные и относительные значения плотности потока энергии, а также значения энергии квантов излучения, определяемые соотношением ε [эВ] = 1240/λ [нм] (1 эВ = 1,6⋅10−19 Дж).
Таблица 2 - Энергетическое распределение плотности потока в диапазоне солнечного света Интервал длин волн, нмПлотность потока энергии Дж∙м-2∙с-1Доля от общего потока %Энергия квантов эВУльтрафиолетовый свет 10-400 10-225 225-300 300-400 126 0.4 16 109 9.0 0.03 1.2 7.8 124-3.1 124-5.5 5.5-4.1 4.1-3.1Видимый свет 400-700 400-500 500-600 600-760 644 201 193 250 46.1 14.4 13.8 17.9 3.1-1.6 3.1-2.5 2.5-2.1 2.1-1.6Инфракрасное свет 760-5000 760-1000 1000-3000 3000-5000 619 241 357 21 44.4 17.3 25.6 1.5 1.6-0.2 1.6-1.2 1.2-0.4 0.4-0.2 Суммарная энергетическая плотность потока солнечного света в районе Земли делает 1,4⋅103 Дж⋅с-1⋅м-2. Такое значение называют солнечным постоянным. Приблизительно 9% энергии в солнечном спектре являются долей ультрафиолетовой радиации (УФ) с длиной волны λ = 10-400 нм. Остаточная энергия разделяет приблизительно одинаково между видимым (400-760 нм) и инфракрасными пределами спектра (760-5000нм). Плотность потока солнечного света в области рентгена (0,1-10 нм) является очень маленьким ~ 5⋅10-4 Дж⋅с-1⋅м-2 и сильно зависит на уровне солнечной активности.
В видимых и инфракрасных областях диапазон Солнца близко к радиационному спектру абсолютно черного тела с температурой 6000 К. Эта температура соответствует температуре видимой поверхности Солнца, фотосферы. В ультрафиолетовом и областях рентгена диапазон Солнца описан другой регулярностью, когда радиация этих областей прибывает из хромосферы (T ~ 104 K) расположенный по фотосфере и короне (T ~ 106 K), Внешний конверт Солнца. В коротковолновой части диапазона Солнца на непрерывном спектре много отдельных линий, самой интенсивной из которых является линия водорода Lα, наложены (λ = 121,6 нм). С шириной этой линии приблизительно 0,1 нм это соответствует плотности потока излучения ~ 5⋅10-3 Дж⋅м-2⋅с-1. Интенсивность излучения в линии Lβ (λ = 102,6 нм) примерно в 100 раз меньше. Показанные на рис. 1, высотные распределения концентрации составляющих атмосферы соответствуют среднему уровню солнечной и геомагнитной активности.
Распределение концентрации атомарного кислорода по высоте показано в таблице. 3 .
Таблица 3 - Высотное распределение концентрации Высота км2004006008001000n0, м-37.1∙10152.5∙10141.4∙10139.9∙10118.3∙1010 Границы высотного диапазона и концентрация АК в ее пределах сильно зависят от уровня солнечной активности. Зависимость концентрации атомарного кислорода на высоте для среднего числа, минимальные и максимальные уровни даны на рисунке. 2, и на рисунке. 3 видны изменения годового флюенса атомарного кислорода с высотой 400 км во время цикла солнечной активности .
Рис. 2 Зависимость концентрации АК от высоты для различных уровней солнечной активности
Рис. 3 Изменение годового флюенса потока АК в течение цикла солнечной активности
Расчетный годовой флюенс атомарного кислорода для ОС ≪Мир≫ показаны в таблице 4 (350 км; 51,6o) на 1995-1999 .
Таблица 4 - Годовые значения флюенса Год19951996199719981999Годовой флюенс 10 22 см-21.461.220.910.670.80
1.2 Процесс химического распыления полимеров АК
Распыление материалов может происходить за счет двух процессов - физического распыления и химического распыления. Физическое распыление материалов - процесс почти упругого выбивания атома с поверхности мишени, где происходит квазипарное взаимодействие. В результате некоторые атомы вещества приобретают энергию, превышающую энергию связи поверхностных атомов и покидают мишень, это явление пороговое. Особенностью физического распыления является наличие энергетического порога, ниже которого разрушение материалов практически отсутствует. В нашей работе мы будем изучать химическое распыление полимеров. Это процесс травления, эрозии материалов, который возникает, если налетающие атомы взаимодействуют с атомами мишени сообразованием на поверхности летучих соединений, которые могут десорбироваться с поверхности, приводя к потере массы материала . На рис. 4 представлены результаты лабораторных измерений коэффициентов распыления ионами кислорода с энергиями 20−150 эВ углерода (две верхние кривые) и нержавеющей стали (нижние кривые), а также данные о распылении углерода (графита), полученные на космическом корабле Space Shuttle (светлый кружок). Коэффициент распыления, атом/ион
Рис. 4 Энергетические зависимости коэффициентов распыления графита и нержавеющей стали ионами кислорода
Заметно, что для углерода коэффициент распыления значительно больше по сравнению со сталью, причем его снижение при энергиях ионов меньше 50 эВ незначительно, поскольку при малых энергиях падающих ионов действует механизм химического распыления углерода. Для количественной характеристики потерь массы материалов за счет химического распыления обычно используют массовый Rm и объемный Rv коэффициенты распыления, т.е. эрозии, которые равны отношению удельных потерь массы или объема к флюенсу атомов кислорода с размерностями г/атом О или см3/атом О. Использование таких коэффициентов особенно удобно при изучении процессов воздействия атомарного кислорода на полимерные и композиционные материалы, для которых часто бывает трудно определить массу и состав отдельных фрагментов, удаляемых с поверхности. Часто оба коэффициентов эрозии обозначаются через R без подстрочных индексов с указанием соответствующей размерности. На данный момент накоплен большой объем экспериментальных данных по воздействию атомарного кислорода на различные материалы, в особенности на полимеры, которые, как уже отмечалось, в наибольшей степени подвержены химическому распылению. Несмотря на это, пока не разработаны общепринятые модели механизмов разрушения полимеров атомами кислорода с энергиями ~5−10 эВ. Согласно современным представлениям взаимодействие быстрого атома кислорода с поверхностью идет по трем каналам. Часть атомов с вероятностью 0,1− 0,5 проникает внутрь материала и химически взаимодействует с ним, другая часть образует молекулы O2, покидающие поверхность, а третья часть претерпевает неупругое рассеяние. Два последних процесса не приводят к уносу массы материала. В настоящее время рассматриваются две основные схемы, по которым происходит химическое распыление полимера быстрыми атомами кислорода. Многостадийный процесс, включающий несколько последовательных и параллельных стадий: прилипание атома к поверхности, его термализацию, диффузию в объем материала, и реакции с молекулами полимера в термализованном состоянии. В этой схеме цепи реакций для быстрых и тепловых атомов кислорода не отличаются, а возрастание скорости разрушения полимера приросте энергии атомов обусловлено увеличением коэффициента прилипания атомов к поверхности. Прямые реакции быстрых атомов кислорода с молекулами полимера при первичном соударении с поверхностью. Продукты таких реакций затем вступают во вторичные реакции с образованием на конечной стадии простых газообразных окислов углерода и водорода. При этом увеличение энергии бомбардирующих поверхность атомов кислорода приводит как к возрастанию сечений реакций, так и к возникновению дополнительных цепей реакций. захват атома H атомом O с образованием OH и углеводородного радикала (эта реакция имеет низкий энергетический порог и может идти при тепловых энергиях атомов O).; отщепление атома H с присоединением атома O к углеводородной цепи; разрыв углеродных связей C = C. Две последние реакции имеют высокий энергетический порог(~2 эВ) и могут идти только при взаимодействии с быстрыми атомами O. Для них суммарное сечение реакции при энергии атомов кислорода 5 эВ выше, чем сечение реакции образования OH. Таким образом, повышение энергии атомов кислорода открывает в дополнение к обычным для тепловых атомов реакциям отрыва атомов Н с образованием ОН новые каналы реакций с более высокими энергетическими порогами. Рассмотренные схемы взаимодействия атомарного кислорода с полимерами были в определенной степени подтверждены результатами численного моделирования процессов взаимодействия атомарного кислорода с поверхностью, проводившегося с использованием методов классической и квантовой механики. Результаты моделирования показали, что в потоке частиц, идущих от поверхности полимера, содержатся не упруго рассеянные атомы O (около 35%), продукты разрыва С−Н связей (40%) и продукты разрыва C−C связей (2−3%). Процентное содержание продуктов взаимодействия атомарного кислорода с полимером в значительной степени зависит от энергии разрыва связей в полимерных звеньях, значения которой для различных связей приведены в табл. 5. В этой таблице также даны значения длин волн солнечного излучения, соответствующие указанным энергиям разрыва связей.
Таблица 5 - Энергии связей и характеристические длины волн разрыва полимерных связей Вид связиС - HCF2-FC=CC=OSi-OЭнергия связи эВ3.3-4.35.267.58.5Характеристическая длина волны мкм0.28-0.360.230.20.150.14 Следует отметить, что фторированные полимеры, т. е. содержащие в своем составе атомы фтора F, обладают достаточно сильными С−F - связями. Кроме того, им присуща специфическая конструкция полимерной цепи, экранирующая атомы C от непосредственного воздействия атомов кислорода. В результате, как показали исследования, скорость их эрозии под действием атомарного кислорода более чем в 50 раз меньше, чем для полиимидов и полиэтиленов. Для описания зависимости коэффициента эрозии R от энергии атомов кислорода при химическом распылении полимеров предложена функция вида = 10−24AEn со следующими значениями параметров, которые зависят от вида распыляемого полимера:= 0,8−1,7; n = 0,6−1,0.1 На основании анализа экспериментальных данных о химическом распылении полимерных пленок определена функциональная зависимость коэффициента эрозии от состава распыляемого полимера:
R ~ γM / ρ, γ = N / (NC - NCO),
где N - количество всех атомов в единичном повторяющемся полимерном звене; NC - количество атомов углерода в звене; NCO- количество атомов С, которое может быть извлечено из звена внутри молекулярными атомами кислорода в виде СО либо СО2; M - средний молекулярный вес звена; ρ - плотность полимера.
Как уже отмечалось выше, разрушение полимерных материалов может наряду с атомарным кислородом вызываться коротковолновым солнечным излучением. Эффективность этого процесса, как и эффективность химического распыления атомарным кислородом, зависит от состава и структуры полимеров. Данные лабораторных исследований показывают, что для некоторых полимеров эрозия под действием ультрафиолетового излучения может быть сопоставима с эрозией, вызываемой атомарно кислородом. Вместе с тем, до настоящего времени нет общепринятых представлений о возможности возникновения синергетических эффектов при одновременном воздействии на полимеры атомарного кислорода и ультрафиолетового излучения, т.е. о возможности усиления или ослабления результирующего эффекта при комбинированном воздействии. Неоднозначность получаемых экспериментальных данных и теоретических оценок объясняется в значительной степени тем, что кванты коротковолнового излучения могут вызывать как разрыв полимерных цепей, так и их сшивание. Удельные потери массы, г⋅м-2
Длительность экспозиции, сутки Рис. 5. Зависимость удельных потерь массы углепластика от продолжительности полета
При прогнозировании стойкости полимерных материалов в реальных условиях космического полета следует учитывать, что поверхность исследуемого материала может быть загрязнена продуктами собственной внешней атмосферы КА, что препятствует контакту материала с атомарным кислородом и приводит к изменению коэффициента эрозии. Этим эффектом может быть объяснено наблюдавшееся в эксперименте на борту орбитальной станции «Салют-6» уменьшение скорости распыления образца углепластика в течение полета (рис. 5).
1.3 Изучение воздействия атомарного кислорода на материалы в натурных и лабораторных условиях
При испытаниях в натурных условиях образцы подвергаются воздействию не только АК, но и многих других ФКП. Скорее точно и в полном объеме имитировать космическую среду в лабораториях при имитации стендов задача практически неосуществима. Поэтому при сравнении результатов естественных и лабораторных экспериментов бывают расхождения . Чтобы увеличить достоверность результатов стендовых испытаний и возможность их сопоставления с полетными данными проводятся работы, как по улучшению имитационных стендов, так и по проведению специальных серий естественных экспериментов, посвященных на изучение влияния, отдельных по ФКП, том числе атомарного кислорода. В наземных испытаниях имитация воздействия АК осуществляется несколькими методами: метод молекулярных пучков (стандартное обобщенное название направленных свободномолекулярных потоков атомов, молекул, кластеров); метод ионных и плазменных потоков . Теперь высокоскоростные молекулярные пучки с энергией выше 1 эВ могут быть получены газодинамическим и электрофизическим методами. В газодинамических методах нагретый газ под давлением через сопло проходит в вакууме в виде сверхзвукового потока. Для нагрева используются различные формы разряда в кислородсодержащем газе в поле сопла. Электрофизические методы можно отнести к таким методам, которые основаны на ускорении в электромагнитных полях газа в состоянии ионизации с последующей нейтрализацией ионов в атомах, из которых образуется молекула высокоскоростного сгустка. В отличие от газодинамического метода здесь нет ограничений скорости частиц. Напротив, сложность заключается в получении пучков с низкой скоростью. Широко был принят способ получения молекулярного пучка перезарядкой положительно ионизованных атомов и вывода заряженных частиц из потока . Однако пока не удается получить необходимый поток частиц и длительность непрерывного воздействия методами молекулярных пучков. Для того чтобы получить результаты, которые соответствуют натурному воздействию, при изучении воздействия набегающего потока АК на материалы низкоорбитальных КА, нужно чтобы имитационные установки имели следующие параметры пучков атомов кислорода и связанные с ним факторы космического пространства : энергия атомов кислорода должна быть ~ 5-12 эВ; плотность потока атомов j = 1015 -1018 при / см2 ∙ с; плотность атомов (при непрерывном облучении) - Ф ~ 1022 -1023 ат / см2; состав пучка O (> 90%), 02, 0+, N2 +, 02 *; наличие ВУФ и УФ с интенсивностью Pk ≥ 70 (мкВт / см2; термоциклический материал в пределах диапазона: 80 ° C Лабораторные установки могут отличаться в условиях моделирования от фактических массовыми и энергетическими спектрами, наличием ВУФ или УФ подсветки, плотностью потока, вакуумом и температурными условиями на поверхности. Молекулярный кислород и ионы включаются в состав пучков. Благодаря своему современному состоянию ионные пучки могут позволить получить пучки низкоэнергетических ионов (до ~ 10 эВ) и атомов кислорода с достаточно низкой интенсивностью (не больше 1012 см-2 ∙ с-1), величина, которая ограничена эффектом пространственного заряда ионов. Увеличить концентрацию ионов можно с использованием ускоренных потоков плазмы. Такой принцип был применен в стендах моделирования института ядерной физики. Там, где с 1965 г. изучалось влияние ионосферной плазмы кислорода, создаваемой емкостным высокочастотным разрядом с внешними электродами (f ~ 50MTu) на широкий класс космических материалов (терморегулирующие покрытия, полимерные материалы) . Однако этот метод не позволил полностью воспроизвести условия взаимодействия атомарного кислорода с материалами внешней поверхности космического аппарата при работе на низких околоземных орбитах (300-500 км) . Следующий этап в развитии имитационной техники эффектов потоков ионосферных плазменных частиц на материал внешней поверхности космического аппарата было создание сотрудниками института ядерной физики ускорителя кислородной плазмы и испытательного стенда на его основе . На стенде все еще ведутся исследования влияния потоков плазмы в широком диапазоне энергий на материалы космической техники, имитирующие воздействие ионосферных космических факторов Земли и влияние искусственных плазменных струй электродвигателей. Для правильной интерпретации и данных имитационных испытаний необходимо тщательно и регулярно проверять лабораторные условия, чистоту и параметры кислородной плазмы. Основным материалом для использования является полиимид. Данные, полученные в естественных и лабораторных испытаниях, показали, что полимерные материалы наиболее восприимчивы к деструктивному эффекту АК. Для них толщина слоя, уносимого с поверхности, может достигать нескольких десятков и даже сотен микрометров в год .
1.4 Изменение свойств полимерных материалов при воздействии атомарного кислорода
Распыление полимеров сопровождается не только потерей массы материала, но и приводит к изменению физико-механических свойств полимеров, определяемых поверхностным слоем. Воздействие кислорода увеличивает шероховатость поверхности, с характерной структурой, напоминающей ковровое покрытие. В зарубежной литературе эта морфология поверхности называлась (carpet-like). Образование таких структур наблюдалось в натурных и лабораторных экспериментах . В результате полномасштабных экспериментов, проведенных на ОС Мир , было обнаружено появление упорядоченной поверхностной структуры полимерных пленок, что привело к возникновению анизотропии оптических свойств. Светопропускание наружных полиимидных пленок после экспозиции в течение 42 месяцев упало более чем в 20 раз из-за резкого увеличения рассеяния света, а диаграммы яркости приобрели анизотропный характер . На рис. 8а представлена электронная микрофотография поверхности политетрафторэтилена после экспозиции на КА LDEF, а на рис. 8б - микрофотография поверхности полиимида после экспозиции в потоке атомарного кислорода на имитационной установке НИИЯФ МГУ.
Рис. 8 Структура поверхности полимеров после воздействия атомарного кислорода в натурных (а) и лабораторных (б) условиях
В ряде естественных экспериментов на ОС Мир наблюдалась резкая потеря прочности аримидных нитей и тканей аримида, подверженных встречному течению АК. Так, в специальном эксперименте СТРАХОВКА с изделиями из материалов на основе аримидных тканей, сшитых аримидными нитями, аримидные нити швов после 10 лет воздействия с потерей массы 15% были разрушены без применения нагрузки, когда фрагменты, которые они соединяли, были разделены. В аримидной ткани потеря веса составляла 17%, при этом растягивающая нагрузка уменьшалась в 2,2-2,3 раза, а относительное удлинение при разрыве - на 17-20%.
1.5 Методы защиты полимерных материалов от разрушения плазменными потоками
Увеличение срока службы космических аппаратов является первостепенной задачей разработчиков космических технологий. Для этого необходимо, среди прочего, обеспечить долгосрочную стабильность эксплуатационных свойств материалов наружной поверхности космического аппарата и, в первую очередь, наиболее подверженных разрушению полимерных материалов . Защита полимерных материалов осуществляется в двух направлениях: нанесение тонких (~ 1 мкм) защитных пленок, устойчивых к АК, как неорганических, так и полимерных, и модификация материала или его поверхностного слоя для улучшения эрозионной стойкости. Применение тонких защитных пленок осуществляется тремя основными методами : физическое осаждение из паровой фазы в вакууме (PVD): Al, Si, Ge, Ni, Cr, A12O3, SiO2 и т.п., с использованием термического испарения, электронных пучков, магнетронного и ионного распыления; плазменно-химическое осаждение из паровой фазы (PESVD): SiO *, SiO2, SiN, SiON; нанесение плазмы: Al, Al / In / Zr. Пленочные покрытия могут снизить потерю веса полимерных материалов в 10-100 раз. Оксиды и нитриды химически инертны по отношению к АК, поэтому их распыление пренебрежимо мало. Влияние АК на нитриды бора и кремния вызывает их поверхностное превращение в пленку оксидов на глубине около 5 нм, что предотвращает окисление нижележащих слоев . Высокое сопротивление показывают покрытия на основе Si - коэффициент распыления уменьшается, как правило, более чем на два порядка . Эффективность различных защитных покрытий на основе кремния иллюстрируется рис. 9, на котором приведены полученные на имитационном стенде НИИЯФ МГУ зависимости потерь массы образцов полиимидной пленки, покрытых SiO2 и силиконовым лаком, от флюенса атомов кислорода . Благодаря использованию защитных покрытий скорость эрозии пленки снижается в 200−800 раз.
Рис. 9. Зависимости потерь массы образцов незащищенной полиимидной пленки и с различными защитными покрытиями от флюенса атомов кислорода
Однако, листовые покрытия ненадежны - они легко расслаиваются и разрываются во время термоциклирования, повреждены во время операции и производства . Модификация поверхностного слоя полимера выполнена внедрением ионов (A1, B, F) или химическая насыщенность атомами Si, P или F на глубине в нескольких микронах . Внедрение ионов с энергией 10-30 кэВ создает слой 10-15 миллимикронов толщиной, обогащенный получением сплава добавки в материалах графита или полимерном. В химической насыщенности радикалы, содержащие Si, P или F, введены в слой полимерной структуры на глубине к 1 мкм. Благодаря введению в поверхностный слой некоторых химических элементов материал получает способность под влиянием акционерного общества, чтобы сформировать защитную пленку с энергонезависимыми окисями на поверхности. Оба метода модификации поверхностного слоя приводят к уменьшению коэффициента дисперсии полимера под влиянием акционерного общества на двух заказах или больше. Синтез новых полимерных материалов направлен к включению в их структуру химических элементов, например Si, P способный, чтобы реагировать с акционерным обществом с формированием защитного слоя от энергонезависимых окислов.
2. Методика исследования воздействия атомарного кислорода на полимеры
1 Описание методики расчетов
В данной работе проводилось математическое моделирование формирования рельефа на поверхности космического аппарата и глубины проникновения атомарного потока в полимер. Для проведения расчетов использовалась двумерная модель материала с разделением его расчетной сеткой на ячейки равного размера . С помощью этой модели исследовались образцы полимеров с устойчивым к воздействию АК наполнителем (рис. 10) и полимер без наполнителя.
Рис.10. Расчетная двумерная модель, полимера с защитным наполнителем.
Модель содержит два типа ячеек: состоящие из полимера, которые могут удаляться под действием АК, и ячейки защитного наполнителя. Расчеты проводились с использованием метода Монте-Карло в приближении крупных частиц, что позволяет уменьшить объем выполняемых расчетов. В этом приближении одной частице соответствует ~ 107 атомов кислорода. Предполагается, что поперечный размер ячейки материала составляет 1 мкм. Количество атомов кислорода в одной увеличенной частице и вероятность взаимодействия частиц с материалами были выбраны на основе результатов лабораторных экспериментов по распылению полимеров потоком АК . В общем случае в модели взаимодействия потока АК с мишенью учитывались процессы зеркального и диффузного рассеяния атомов кислорода на ячейках, каждый из которых характеризуется своей вероятностью. При диффузном рассеянии атомов предполагалось согласно , что они теряют в каждом акте взаимодействия около трети исходной энергии. Рассматриваемая модель позволяет проводить расчеты для любых значений углов падения атомов на мишень. Основные параметры модели представлены в табл. 6. Метод Монте-Карло понят как числовые методы решения математических задач моделированием случайных значений . В случае применения этого метода для моделирования процессов взаимодействия радиации с веществом, используя генератор случайных чисел, играются параметры процессов взаимодействия. В начале каждого события исходная точка, начальная энергия и три компонента импульса частицы установлены или воспроизведены. (2.1)
где - оптовое поперечное сечение взаимодействия для одного атома, - оптовое поперечное сечение взаимодействия для всех атомов вещества. Тогда есть пункт, в котором частица после того, как бесплатный пробег и потери мощности частицы в этом объеме вычислены. Происхождение отношения разделов возможных реакций, энергий всех продуктов реакции и направления, для кого они взлетают, играется. Так же есть вычисление вторичных частиц и следующих событий.
В моделировании использовались следующие допущения: увеличенные частицы не взаимодействуют с защитным покрытием, если частица попадает на покрытие, она оставляет расчет; Рассмотрели такие каналы взаимодействия частиц с веществом: химическая реакция с формированием изменчивых окисей, приводящих к удалению полимерной клетки из модели; зеркальное отражение частиц от поверхности полимера, в которой энергии частицы после того, как не изменяется отражение; рассеивание распространения частиц, которое сопровождается потерей частицы конкретной доли энергии в каждом случае рассеивания. Блок схема алгоритма расчета взаимодействия увеличенной атомной частицы кислорода с моделью показана на рис. 11.
Рисунок 11. Блок-схема алгоритма расчета
2.2 Магнитоплазмодинамический ускоритель кислородной плазмы НИИЯФ МГУ
На стенде проводятся исследования воздействия на материалы внешних поверхностей КА потоков плазмы в широком энергетическом диапазоне, моделирующих как натурные ионосферные условия, так и воздействие искусственных плазменных струй электроракетных двигателей. Схема ускорителя показана на рис. 12 . Анод 1, промежуточный электрод 2 (ПЭ), полый катод 3 внутри соленоида 4. Пластообразующий газ (кислород) подается в анодную полость, а инертный газ (аргон или ксенон) пропускается через полый катод. Полость ПЭ эвакуируется через вакуумную линию 5. Эта схема позволяет увеличить долговечность катода и всего источника, а также из-за разрядки сжатия, уменьшить содержание примесей электродных материалов в потоке плазмы до 4.10-6 .
Рис.12 Магнитоплазмодинамический ускоритель кислородной плазмы НИИЯФ МГУ: 1 - анод; 2 - ферромагнитный промежуточный электрод; 3 - полый термокатод; 4 - соленоид; 5 - патрубок дополнительной вакуумной откачки; 6 - отклоняющий электромагнит
Образовавшаяся в разрядном промежутке кислородная плазма ускоряется, когда электрическое поле, возникающее в расходящемся магнитном поле соленоида, втекает в вакуум. Средняя энергия ионов в потоке регулируется в диапазоне 20-80 эВ с изменением режимов электроснабжения и газоснабжения. В этом случае плотность потока ионов и нейтральных частиц кислорода на поверхности образца площадью 10 см2 составляет (1-5) ⋅1016 см-2⋅с-1, что соответствует эффективному (приведенному к энергии 5 эВ в полиимидный эквивалент) - (0,6-8) ⋅ 1017 см-2⋅с-1.
Для формирования нейтрального пучка и атомов кислорода молекул, образованных из выходного потока заряженных частиц плазмы вдоль магнитных силовых линий соленоида, изогнутый отклоняющий электромагнит 6. Энергия нейтральных частиц в сформированной таким образом молекулярной пучок уменьшается до 5−10 эВ при плотности потока 1014 см-2⋅ с-1.
Энергетическое распределение ионной компоненты измеряется трехсеточным анализатором тормозящего поля, ее интенсивность - двойным зондом, а массовый состав - монопольным масс-спектрометром МХ-7305. Среднемассовые параметры молекулярного пучка определяются по величинам потоков энергии и импульса термисторным болометром и крутильными весами. Вакуумная система стенда выполнена с дифференциальной откачкой диффузионными насосами на полифениловом эфире с быстротой действия 2 и 1 м3⋅с−1. Рабочий вакуум составляет (0,5−2)⋅10−2 Па при расходах кислорода 0,2−0,5 см3⋅с−1 и Ar или Xe - 0,1−0,2 см3⋅с−1.
3. Результаты расчетов
3.1 Описание и сопоставление полученных данных с экспериментальными расчетами
Результаты лабораторного моделирования эрозии полиимида в области дефектов в защитном покрытии показаны на рис. 13 флюенс F = 1,3∙1020 атом / см2. Облучение приводит к появлению полости со сглаженным профилем. Поток АК падал на образец под углом 90 градусов
Рис.13 Профиль каверны в полимере при флюенсе атомов кислорода F=1,3∙1020 атом/см2
Результат, показанный на рисунке 1, соответствует случаю «широкого дефекта» - глубина полости намного меньше ширины дефекта защитного покрытия. Количество атомов кислорода, соответствующее одной увеличенной частице, рассчитывается из коэффициента эрозии полимера. Для полиимида коэффициент эрозии λ составляет 3∙1024 см3 / атом . Число увеличенных частиц, необходимых для воспроизведения профиля во время математического моделирования в случае, когда каждая агрегированная частица удаляет одну ячейку полимера, вычисляется по формуле :
M = FλW2 / Wd (3.1)
где F (атомы / см2) - поток AK, λ (см3 / атом) - коэффициент эрозии, W (ячейки), Wd (см) - ширина дефекта в защитном покрытии. Например, для моделирования профиля, показанного на рисунке 3, с размером ячейки 0,1 мкм требуется M0 ≈ 12,000 агрегатов. При использовании математической модели с однократным или многократным рассеянием количество увеличенных частиц M1, необходимых для воспроизведения экспериментального профиля, отличается от уменьшенного значения M0. Сравнение результатов расчета и эксперимента позволяет определить количество увеличенных частиц M1, необходимых для моделирования конкретного флюенса с выбранными параметрами математической модели.
Появление каверны, образующейся в полимере, когда поток AK падает (флюенс F = 1,6 · 1020 атом / см2) под углом 30 градусов к нормали, показан на рис. 14 . На рисунке показана характерная слоистая структура полимера, которая вызывает различия в профилях полости в разных сечениях
Рисунок 14 Поперечный срез каверны в полиимиде с защитным покрытием после облучения потоком АК с флюенсом F=1,6∙1020 атом/см2 при угле падения 30 градусов
В данном разделе представлены результаты математического моделирования процесса эрозии при наличии многократного зеркального или диффузионнго рассеяния. Для наилучшего выбора параметров рассеяния частиц АК в математической модели была проведена серия расчетов с различными коэффициентами рассеяния. Использованные величины вероятностей многократного зеркального и диффузного рассеяний представлены в таблице 7.
Таблица 7 - Параметры рассеяния в математической модели. ВариантабвгдЗеркальный (REFL)1.00.70.50.30Диффузный (DIFR)00.30.50.71.0 Результаты, показанные на рис. 3.1 были получены при многократном рассеянии с уменьшением энергии частиц после каждого события диффузного рассеяния вплоть до теплового (~ 0,025 эВ). После каждого события диффузионного рассеяния вероятность химической реакции частицы с полимером уменьшалась в соответствии с параметрами модели, показанными в таблицах 6 и 7. На рисунке 15 показаны результаты математического моделирования эрозии полимера с защитным покрытием. Поперечные размеры образца 100 мкм, толщина защитного слоя 1 мкм, диаметр отверстия в защитном слое 10 мкм, размер ячеек 0,5 мкм. Угол падения увеличенных частиц АК составляет 70 градусов. Количество увеличенных частиц в каждом случае выбиралось таким образом, чтобы глубина полости при нормальном падении АК соответствовала экспериментальным данным, полученным при флюенсе F = 1,3 · 1020 атом / см2. На рис. 15 показаны полученные расчетные профили материалов для угла падения атомов кислорода 70 градусов с защитным покрытием.
Рисунок 15 Результаты моделирования процесса эрозии полимера с защитным покрытием при многократном рассеянии частиц.
На основе сравнения экспериментальных (рис.13,14) и расчетных данных для дальнейших расчетов были выбраны следующие параметры модели: вероятность зеркального отражения R = 0,3; Вероятность диффузного рассеяния D = 0,7, сравнивая экспериментальные и рассчитанные профили, можно сказать, что, используя отношение ширины дефекта в защитном покрытии и глубину каверны, образованной в полимере, прикладная математическая модель описывает Эрозии полимера достаточно хорошо. Необходимо подчеркнуть, что представленная математическая модель и результаты, полученные с ее помощью, соответствуют случаю "широкого дефекта". Чтобы расширить модель на случай "узкого дефекта", дополняющие экспериментальные данные о раскалывании полимерных потоков образцов акционерного общества с большим флюенсом необходимы. Полимерные соединения являются также склонными разрушительный эффект акционерного общества. Роль защитного материала выполнена в этом случае сложными частицами наполнителя. При изготовлении полимерных соединений во многих случаях эффект соединения наночастиц в круглых конгломератах с диаметром ~ 0 1-5 микронов, которые хорошо видимы после существенной гравюры потоком акционерного общества это, очевидно, Показанное на рисунке. 16 хорошо видно, что полученные сферические микрочастицы защищают области полимера под ними от назревания атомарного кислорода.
Рисунок. 16. Структура модифицированного полиимида после воздействия потока АК
3.2 Исследование роли распределения наполнителя в приповерхностном слое композита
В данном разделе исследовались композит с наполнителем в приповерхностном слое и размер частиц наполнителя. Модели отличаются размером частиц наполнителя, но при этом общее количество материала наполнителя оставалось одинаковым. Таким образом изучили роль равномерности распределения наполнителя, рассчитали такие величины как: 1) площадь удаленных ячеек полимера при различных углах падения частиц АК и диаметрах частиц наполнителя, 2) уменьшение потока АК по мере проникновения в толщу материала. Пример расчетов профилей композита после воздействия потока АК показан на рис.17. Здесь и далее черным цветом показан материал наполнителя композита, белым - растравленные участки полимера.
Рис.17 Результаты моделирования процесса эрозии полимерных композитов с различными диаметром частиц наполнителя при многократном рассеянии: а - 3.0 мкм; б - 3.56 мкм.
Как мы видим, в этом случае характер повреждения приповерхностных слоев материалов очень похож на то, что мы видели в эксперименте, который показан на рисунке 16. Под частицами наполнителя полимерных композитов различного диаметра устойчивых к воздействию атомарного кислорода видно не разрушенные звенья полимерных материалов, которые защищены от процесса эрозии. В промежутках, где нет защитных частиц наполнителя, мы видим растравленные участки полимера. Можно сказать, что под защитной частицей сохраняются не разрушенные полимеры, а между частицами разрушаются. Графики зависимости площади выбитых ячеек полимера от угла падения при многократном рассеивании и при однократном рассеивании частиц АК показаны на рис. 18.
Рис.18 Зависимости площади выбитых ячеек полимера от угла падения: а - для многократного рассеивания; б - для однократного рассеивания. Устойчивые к воздействию АК наполнителей полимерных композитов, значительно уменьшают потерю массы материала под воздействием атомарного кислорода, в то время как эффективность процесса эрозии уменьшается с уменьшением размера частиц наполнителя и повышением однородности их распределения в полимерной матрице. Графики зависимости площади растравленных ячеек полимера от угла падения частиц АК при однократном и многократном рассеянии имеют схожий вид. Уменьшение угла падения частиц АК относительно нормали приводит к уменьшению количества растравленного полимера. Это можно объяснить тем, что при уменьшении угла падения АК большая часть частиц АК выбывает из расчета в результате взаимодействия с защитным наполнителем. Влияние на устойчивость полимера к АК зависит от распределения частиц наполнителя, то есть чем больше диаметр частиц наполнителя, тем больше площадь удаленных ячеек полимера
3.3 Анализ защитных свойств наполнителя на основе данных по ослаблению потока АК
По мере проникновения атомов кислорода в толщу мишени происходит уменьшение величины их потока за счет взаимодействия с материалом. На рис 19 приведены зависимости, характеризующие уменьшение потока АК на разных глубинах от поверхности мишени для полимерного материала без наполнителя и с наполнителем различного диаметра. Уменьшение потока происходит за счет взаимодействия АК с ячейками полимера и наполнителя, а также за счет рассеяния и отражения АК в обратном направлении. В данном случае расчет произведен для нормального падения атомов кислорода на мишень с многократным рассеянием АК на полимере.
Рис.19 Зависимости уменьшения потока АК на разных глубинах от поверхности мишени для полимерного материала без наполнителя и с наполнителем различного диаметра.
Для модели композита с частицами наполнителя диаметром 3.56 мкм проведен аналогичный расчет при различных углах падения потока АК на поверхность (рис 20). Частицы защитного наполнителя расположены на глубине 0 - 10 мкм. На графиках, показанных на рис. 20, этой области соответствует более быстрое уменьшение относительного потока АК. С увеличением угла падения АК на мишень растет эффективная суммарная площадь частиц наполнителя, что приводит к более быстрому уменьшению относительного потока АК.
Рис. 20 Зависимости уменьшения потока АК на разных глубинах при различных углах падения на поверхность.
4 Исследование роли распределения наполнителя в объеме композита
В этом разделе мы исследовали, как влияет распределение наполнителя по объему композита. Сделали несколько моделей, которые различаются диаметрами частиц наполнителя и порядком их расположения. Для осуществления расчетов брали диаметр частиц наполнителя, который равен 3.0 мкм моделей 6,7 и 3.56 мкм моделей 8, 9. Существуют два варианта расположения частиц наполнителя - равномерный, где расположение частиц наполнителя имеют шахматный порядок и неравномерный, где частицы друг под другом. Пример расчетов результата воздействия потока АК на композиты с различным расположением частиц наполнителя в объеме показан на рис.21.
Рис.21 Результаты моделирования процесса эрозии композитов с различным расположением частиц наполнителя в объеме композита: а, б - диаметр частиц наполнителя 3.0 мкм; в, г-3.56 мкм.
На рисунке 21 профили б и г более устойчивы к воздействию потока АК это связано с тем, что у них расположение частиц наполнителя равномерное, т.е. имеют шахматный порядок. А профили а и в менее устойчивы к воздействию потока, т.к. имеют неравномерное распределение расположения частиц наполнителя, которые расположены друг под другом. При равномерном расположении частиц наполнителя видно, что растравленных участков полимера намного меньше, чем при неравномерном расположении частиц. Далее рассчитали зависимость удаленных ячеек полимера от угла падения частиц АК при различных распределениях наполнителя по объему композита, которую можно посмотреть на рис. 22.
Рис.22 Зависимости площади выбитых ячеек от угла падения: а - модель 6,7 D= 3.0 мкм; б - модель 8, 9 D= 3.56 мкм
На рисунке 22 а, б графики равномерного распределения частиц наполнителя для моделей 6 и 9 наиболее устойчивые к воздействию атомарного кислорода, т.к. при одинаковых углах падений частиц АК площадь выбитых ячеек намного меньше, чем у неравномерного распределения частиц наполнителя моделей 7 и 8.
Модель 6
Модель 8
Рис.23. Зависимость площади удаленных ячеек полимера от количества укрупненных частиц атомарного кислорода с учетом отражения АК от частиц наполнителя композита при равномерном и неравномерном распределении наполнителя, диаметр наполнителя модели 6, 7 равен 4.6 мкм, модели 8,9 равен 3.24 мкм.
На рис. 23 зависимость площади удаленных ячеек полимера от количества укрупненных частиц атомарного кислорода модели 6, показывает с какой «скоростью» происходит растравливание полимера при различных углах падения частиц кислорода и при разной равномерности распределения наполнителя. Видно, что при 90 градусов зависимость практически линейная, то есть с увеличением количества частиц АК в расчете будет происходить дальнейшее разрушение материала. При других углах падения скорость растравливания постепенно уменьшается с ростом количества частиц АК. А для самого равномерного распределения (модель 9) даже при 90 градусах полимер хорошо защищен, т.е. медленно разрушается.
Заключение
Таким образом, можно сделать следующие выводы: Изучили по литературным данным явления химического распыления материалов, определили параметры, характеризующие интенсивность процесса химического распыления; Изучили методики математического моделирования процесса химического распыления полимеров атомарным кислородом и лабораторного исследования этого явления; Провели компьютерное моделирование процесса эрозии поверхности типичных полимеров и композитов на их основе под действием атомарного кислорода; Провели лабораторный эксперимент по химическому распылению полимерного композита атомарным кислородом; Сопоставили расчетные и экспериментальные данные, проанализировали полученные результаты, сделали практические выводы.
Из работы Ивана Павловича Неумывакина
«Перекись водорода на страже здоровья»
Иван Павлович Неумывакин доктор медицинских наук, профессор, с 1959 года в течение 30 лет занимался космической медициной: разработкой методов и средств оказания медицинской помощи космонавтам при полетах различной продолжительности.
В своей книге: «Перекись водорода на страже здоровья» Иван Павлович излагает важные данные на тему перекиси водорода. Изучив эти данные можно лучше понять технологии компании GreenTechEnvironmental,в частности работу и важность матрицы Фотокаталитической оксидации (PCO -PhotoCatalyticOxidation), разработанной в рамках космических программ NASA. Одним из важнейших производимых матрицей компонентов являются микрочастицы перекиси водорода в газообразном состоянии.
Без перекиси водорода практически в природе ничего не происходит, она лежит в основе всех физиологических, биохимических и энергетических процессов, протекающих в организме. Например, молозиво матери и женское молоко содержат много перекиси водорода, что служит запуском работы иммунной системы ребенка. Или, к примеру, действие знаменитого интерферона основано на том, что он стимулирует выработку клетками иммунной системы перекиси водорода.
Перекись водорода является мощным регулятором доставки клетками микро- и макроэлементов, того же кальция – клеткам головного мозга и лучшей их усвояемости, а также очистки от шлаковокисляет токсические вещества, попавшие в организм как извне, так и образовавшиеся внутри самого организма, что, в свою очередь повышает работу так называемых простагландидов, (Простагландины -широкая группа органических соединений физиологически активных веществ, образующиеся в организме) являющихся важнейшими структурными элементами всей иммунной системы. В настоящее время доказано, что лактобактреии, живущие в толстом кишечнике, также способны вырабатывать перекись водорода. Дело в том, что все болезнетворные микроорганизмы, также и раковые клетки, могут существовать только при отсутствии кислорода. Это касается не только желудочно-кишечного тракта, но и органов малого таза, женского и мужского половых сфер и т.д. Перекись водорода образуется так:
2H₂O+O₂=2H₂O₂.
Разлагаясь, перекись водорода, образует воду и атомарный кислород: H₂O₂=H₂O+O.
Однако на первой стадии разложения перекиси водорода выделяется атомарный кислород, который является «ударным» звеном кислорода во всех биохимических и энергетических процессах. Именно атомарный кислород определяет все необходимые жизненные параметры организма, а точнее, поддерживает иммунную систему на уровне комплексного управления всеми процессами для создания должного физиологического режима в организме, что и делает его здоровым. При сбое этого механизма, при недостатке кислорода, а его, как вы уже знаете, всегда не хватает, особенно при недостатке аллотропного (других видов, в частности, той же перекиси водорода) кислорода, и возникают различные заболевания, вплоть до гибели организма. В таких случаях хорошим подспорьем для восстановления баланса активного кислорода и стимуляции окислительных процессов и собственного его выделения и является перекись водорода – это чудодейственное средство, придуманное Природой в качестве защиты организма, даже когда мы ему чего-то недодаем или просто не задумываемся, как там внутри работает сложнейший механизм, обеспечивающий наше существование.
Следует сказать, что в биохимических, энергетических реакциях кислород в организме участвует в виде радикалов несколько видов, так называемых свободных радикалов, у которых на орбите находится один неспаренный электрон; у атомарного кислорода – два, а у молекулярного – уже четыре. Помимо этого их отличие заключается в том, что для образования свободных радикалов требуется гораздо меньше времени и энергии, несколько большей у атомарного и самой большой молекулярного, и обозначаются они следующим образом:
* Свободные радикалы – О
* Молекулярный кислород – О₂
* Атомарный кислород – О
* Озон - 0₃
Сделаем выводы: на основе данных Ивана Павловича Неумывакина, перекись водорода синтезируется различными органами нашего тела для решения многочисленных проблем организма. Находясь в лесу или горных районах, мы восстанавливаем необходимое количество атомарного кислорода в нашем теле, за счёт получения из воздуха перекиси водорода в газообразном состоянии (гидропероксидов). Таким образом,наше тело полноценно функционирует. Проблема в том, что мы живем в закрытых помещениях, в которые природа не имеет доступ.Наше тело не получает необходимых природных компонентов, включая гидропероксиды. Здесь и начинается проблема, решение которой нашли инженеры разработавшие матрицу PCO-Photo Catalytic Oxidationв рамках космических программ NASA. Матрица PCO способна генерировать не только необходимое количество гидропероксидов, необходимое нашему организму, но и ряд других важных компонентов (смотрите рисунок).
Перекись водорода хорошо изучена, и с давних пор используется в медицине для дезинфекции ран и лечения ряда заболеваний (подробнее читайте в книге «Перекись водорода на страже здоровья»), это бактерицидное свойство усиленно в матрице PCO за счёт катализатора. Приборы компании GreenTech Environmental способны уничтожать 99,9999% любых вирусов, микробов и бактерий на любых поверхностях.
