ablasyon - Ablation

Bir flaş tüpünde elektrotun yanında ablasyon . Yüksek enerjili elektrik arkı camı yavaşça aşındırarak buzlu bir görünüm bırakır.

Ablasyon ( Latince : ablatio  — kaldırma), bir nesneden buharlaştırma , parçalama , aşındırıcı işlemler veya başka yollarla bir şeyin çıkarılması veya yok edilmesidir . Ablatif malzeme örnekleri aşağıda açıklanmıştır ve çıkış ve atmosfere yeniden giriş için uzay aracı malzemeleri , buzulbilimde buz ve kar , tıpta biyolojik dokular ve pasif yangından korunma malzemeleri içerir.

Yapay zeka

Gelen yapay zeka (AI), özellikle makine öğrenimi , ablasyon bir AI sisteminin bir bileşeni çıkartılmasıdır. Terim biyoloji ile benzerlik göstermektedir: bir organizmanın bileşenlerinin çıkarılması.

Biyoloji

Biyolojik ablasyon , biyolojik bir yapının veya işlevselliğin çıkarılmasıdır.

Genetik olarak çıkartılması için bir terimdir gen susturma olan, gen ekspresyonu ve değiştirilmesi ya da silinmesi yoluyla kaldırılmıştır genetik sekans bilgileri. Hücre ablasyonunda, bir popülasyondaki veya kültürdeki tek tek hücreler yok edilir veya çıkarılır. Her ikisi de fonksiyon kaybı deneylerinde olduğu gibi deneysel araçlar olarak kullanılabilir .

elektro-ablasyon

Elektro-ablasyon , yüzey pürüzlülüğünü azaltmak için metal bir iş parçasından malzemeyi uzaklaştıran bir işlemdir .

Elektro-ablasyon, Titanyum ve diğer egzotik metaller ve alaşımlarda bulunanlar gibi yüksek dirençli oksit yüzeyleri, alttaki oksitlenmemiş metal veya alaşımı eritmeden kırar. Bu, çok hızlı yüzey bitirme sağlar

Proses, titanyum, paslanmaz çelik, niyobyum, krom-kobalt, Inconel , alüminyum ve yaygın olarak bulunan bir dizi çelik ve alaşım dahil olmak üzere çok çeşitli egzotik ve yaygın olarak kullanılan metaller ve alaşımlar için yüzey bitirme sağlayabilir .

Elektro-ablasyon, metalik iş parçaları (parçalar) üzerindeki deliklerde, vadilerde ve gizli veya iç yüzeylerde yüksek düzeyde yüzey bitirme elde etmede çok etkilidir.

İşlem, özellikle 3D baskılı metaller gibi eklemeli imalat işlemiyle üretilen bileşenlere uygulanabilir. Bu bileşenler, 5–20 mikronun çok üzerinde pürüzlülük seviyelerinde üretilme eğilimindedir. Elektro-ablasyon, yüzey pürüzlülüğünü hızlı bir şekilde 0,8 mikronun altına düşürmek için kullanılabilir, bu da post-prosesin hacimli üretim yüzey finisajı için kullanılmasına izin verir.

buzulbilim

Buzulbilim ve meteorolojide , ablasyon - birikimin tersi - bir buzuldan veya kar alanından karı, buzu veya suyu uzaklaştıran tüm süreçleri ifade eder. Ablasyon, buzuldan akan kar veya buzun erimesini, buharlaşmasını , süblimleşmesini , buzağılanmasını veya rüzgarla karın aşındırıcı olarak çıkarılmasını ifade eder. Hava sıcaklığı tipik olarak ablasyonun baskın kontrolüdür ve yağış ikincil kontrol uygular. Ablasyon mevsimi boyunca ılıman bir iklimde, ablasyon oranları tipik olarak ortalama 2 mm/saat civarındadır. Güneş radyasyonunun kar ablasyonunun baskın nedeni olduğu durumlarda (örneğin, açık gökyüzü altında hava sıcaklıkları düşükse), kar yüzeyinde güneşlikler ve penitentes gibi karakteristik ablasyon dokuları gelişebilir.

Ablasyon, buz ve karı uzaklaştıran işlemlere veya uzaklaştırılan buz ve kar miktarına atıfta bulunabilir.

Enkazla kaplı buzulların da ablasyon sürecini büyük ölçüde etkilediği gösterilmiştir. Buzun altındaki ablasyon sürecini yoğunlaştıran buzulların tepesinde bulunabilen ince bir enkaz tabakası vardır. Ablasyon yaşayan bir buzulun enkazla kaplı kısımları, buz kayalıkları, göletler ve enkaz olmak üzere üç kategoriye ayrılır. Bu üç bölüm, bilim adamlarının enkazla kaplı alan tarafından sindirilen ısıyı ölçmesine izin verir ve hesaplanır. Hesaplamalar, tüm moloz kaplı bölgeler açısından alana ve net emilen ısı miktarlarına bağlıdır. Bu tür hesaplamalar, gelecekteki erime modellerini anlamak ve analiz etmek için çeşitli buzullara yapılır.

Moren (buzul döküntüsü), buzul gövdesi üzerindeki malzemelerin eğim aşağı hareketine izin veren doğal süreçlerle taşınır. Bir buzulun eğimi çok yüksekse, enkazın buzul boyunca daha ileri bir konuma hareket etmeye devam edeceği belirtilmektedir. Buzulların boyutları ve yerleri dünya çapında farklılık gösterir, bu nedenle iklim ve fiziki coğrafyaya bağlı olarak enkaz çeşitleri farklılık gösterebilir. Enkazın boyutu ve büyüklüğü buzulun alanına bağlıdır ve toz büyüklüğündeki parçalardan bir ev büyüklüğündeki bloklara kadar değişebilir.

Enkazın buzulların yüzeyindeki etkisini göstermek için birçok deney yapılmıştır. Ulusal Kutup Araştırmaları Enstitüsü'nde profesör olan Yoshiyuki Fujii, doğal bir kar yüzeyi ile karşılaştırıldığında, ince bir enkaz tabakası altında ablasyon hızının hızlandığını ve kalın bir tabaka altında geciktirildiğini gösteren bir deney tasarladı. Bu bilim, su kaynaklarının uzun vadeli mevcudiyetinin önemi ve iklim değişikliğine buzul tepkisini değerlendirmesi nedeniyle önemlidir . Doğal kaynak mevcudiyeti, ablasyon süreci ve buzulların genel çalışması ile ilgili olarak yürütülen araştırmaların arkasındaki ana itici güçtür.

lazer ablasyonu

Bir Nd:YAG lazer, bir nitril bloğu boyunca bir delik açar . Kızılötesi radyasyonun yoğun patlaması, yüksek oranda emici kauçuğu keserek bir plazma patlaması serbest bırakır .

Lazer ablasyonu , malzemenin doğasından ve enerjiyi absorbe etme yeteneğinden büyük ölçüde etkilenir, bu nedenle ablasyon lazerinin dalga boyu minimum bir absorpsiyon derinliğine sahip olmalıdır. Bu lazerler ortalama olarak düşük bir güç sağlayabilirken, aşağıdakiler tarafından verilen en yüksek yoğunluk ve akıcılığı sunabilirler:

tepe gücü iken

Birkaç tip göz kırma ameliyatı için korneanın yüzey ablasyonu , artık bir excimer lazer sistemi ( LASIK ve LASEK ) kullanılarak yaygındır . Kornea geri büyümediğinden, astigmatizma , miyopi ve hipermetrop gibi kırılma hatalarını düzeltmek için korneanın kırma özelliklerini yeniden şekillendirmek için lazer kullanılır . Lazer ablasyon, endometriyal ablasyon adı verilen bir işlemde menstrüasyon ve adenomyozis sorunları olan kadınlarda rahim duvarının bir kısmının çıkarılması için de kullanılır .

Son zamanlarda, araştırmacılar, ultra kısa darbe diyot lazer kaynağından odaklanmış bir lazer ışını kullanarak, çevredeki sağlıklı dokuya minimum termal hasar vererek yüzey altı tümörlerini ablasyon için başarılı bir teknik gösterdiler.

Deniz yüzey kaplamaları

Antifouling boyalar ve diğer ilgili kaplamalar, eğlence amaçlı, ticari ve askeri deniz gemilerinin alt gövde yüzeyleri için midyeler gibi mikroorganizmaların ve diğer hayvanların birikmesini önlemek için rutin olarak kullanılır . Aşındırıcı boyalar genellikle bu amaçla, zehirli boya maddesinin seyrelmesini veya devre dışı bırakılmasını önlemek için kullanılır. Zamanla, boya suda yavaş yavaş ayrışır ve yüzeyde taze zehirli boya bileşikleri açığa çıkarır. Zehirlenme önleyici maddelerin ve ablasyon hızının tasarlanması, biyolojik kirlenmenin zararlı etkilerinden uzun süreli koruma sağlayabilir.

İlaç

Tıpta ablasyon, biyolojik dokunun bir kısmının genellikle ameliyatla çıkarılmasıyla aynıdır . Derinin yüzey ablasyonu ( dermabrazyon , rejenerasyonu indüklediği için yeniden yüzeylendirme olarak da adlandırılır ) kimyasallarla (kemoablasyon), lazerlerle ( lazer ablasyonu ), dondurmayla ( kriyoablasyon ) veya elektrikle ( fulgurasyon ) gerçekleştirilebilir. Amacı cilt lekelerini, yaşlanmış cildi , kırışıklıkları gidermek , böylece gençleştirmektir . Yüzey ablasyonu ayrıca kulak burun boğazda horlama gibi çeşitli ameliyat türleri için de kullanılır . Kalp üzerinde radyo frekans dalgaları kullanan ablasyon tedavisi, supraventriküler taşikardi , Wolff-Parkinson-White sendromu (WPW), ventriküler taşikardi gibi çeşitli kardiyak aritmileri tedavi etmek için ve daha yakın zamanda atriyal fibrilasyonun yönetimi olarak kullanılır . Terim genellikle lazerin bir malzemenin moleküler bağlarını çözdüğü bir süreç olan lazer ablasyonu bağlamında kullanılır . Bir lazerin dokuları kesmesi için güç yoğunluğu veya akıcılığı yüksek olmalıdır, aksi takdirde dokuların basitçe termal buharlaşması olan termokoagülasyon meydana gelir.

Rotoablasyon, yağ birikintilerini veya plağı çıkarmak için etkilenen artere küçük, elmas uçlu, matkap benzeri bir cihazın yerleştirilmesinden oluşan bir tür arter temizliğidir. Prosedür, kan akışını düzeltmek için koroner kalp hastalığının tedavisinde kullanılır .

Radyofrekans ablasyon (RFA), anormal dokuları vücuttan minimal invaziv prosedürlerle çıkarma yöntemidir.

Mikrodalga ablasyonu (MWA), RFA'ya benzer, ancak daha yüksek elektromanyetik radyasyon frekanslarında.

Yüksek yoğunluklu odaklanmış ultrason (HIFU) ablasyonu, dokuyu vücuttan noninvaziv bir şekilde uzaklaştırır.

Kemik iliği ablasyonu, kemik iliği nakline hazırlık olarak insan kemik iliği hücrelerinin elimine edildiği bir işlemdir . Bu, yüksek yoğunluklu kemoterapi ve tüm vücut ışınlaması kullanılarak gerçekleştirilir . Bu nedenle, bu makalenin geri kalanında açıklanan buharlaştırma teknikleriyle hiçbir ilgisi yoktur.

Beyin dokusunun ablasyonu, belirli nörolojik bozuklukların , özellikle Parkinson hastalığının tedavisinde ve bazen de psikiyatrik bozuklukların tedavisinde kullanılır.

Son zamanlarda, bazı araştırmacılar genetik ablasyon ile başarılı sonuçlar bildirdiler. Özellikle, genetik ablasyon, tümör hücreleri gibi istenmeyen hücrelerin çıkarılması için potansiyel olarak çok daha etkili bir yöntemdir , çünkü spesifik hücrelerden yoksun çok sayıda hayvan üretilebilir. Genetik olarak ablasyona tabi tutulan hatlar, uzun bir süre muhafaza edilebilir ve araştırma topluluğu içinde paylaşılabilir. Columbia Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, yüksek derecede hedef özgüllüğünü koruyan C. elegans ve insanlardan bir araya getirilen yeniden yapılandırılmış kaspazları rapor ediyor . Tanımlanan genetik ablasyon teknikleri kanserle mücadelede faydalı olabilir.

Pasif yangın koruması

Yangın durdurucu ve yangına dayanıklı ürünler doğada ablatif olabilir. Bu, endotermik malzemeler veya sadece silikon yangın durdurucu ürünler gibi ateşe maruz kaldıklarında zaman içinde "harcanan" ve "harcanan" malzemeler anlamına gelebilir . Ateş veya ısı koşullarında yeterli süre verildiğinde bu ürünler kömürleşir, parçalanır ve yok olur. Buradaki fikir, bir yangın testinde gösterildiği gibi , yangına dayanıklılık derecesinin korunabilmesi için bu malzemeden yeterli miktarda yangının önüne geçmektir . Ablatif malzemeler genellikle ateşle küle dönüşen büyük bir organik madde konsantrasyonuna sahiptir. Silikon durumunda, organik kauçuk çok ince bölünmüş silika tozunu çevreler (bu tozun gramı başına tüm toz parçacıklarının 380 m²'ye kadar birleşik yüzey alanı). Organik kauçuk ateşe maruz kaldığında küle dönüşür ve ürünün başladığı silika tozunu geride bırakır.

Protoplanetary disk ablasyonu

Öngezegenimsi diskler döndükleri çevreleyen disklerde çevreleyen yoğun gaz ve toz genç, yeni kurulan yıldızlı. Yıldız oluşumundan kısa bir süre sonra , yıldızlar genellikle kütleçekimsel olarak hala kendilerine bağlı olan ve yıldızın ekvatorunun etrafında dönen ilkel diskler oluşturan - Satürn'ün halkalarından çok farklı olmayan - çevreleyen artık malzemeye sahiptir . Bunun nedeni, oluşum sırasında önyıldız malzemesinin yarıçapındaki azalmanın açısal momentumu artırması , yani bu kalan malzemenin yıldızın etrafında düzleştirilmiş bir dairesel diske dönüşmesidir. Bu durumsal disk, sonunda, gezegen öncesi bir disk olarak adlandırılan şeye dönüşebilir: bir gaz, toz, buz ve gezegen sistemlerinin oluşabileceği diğer malzemelerden oluşan bir disk . Bu disklerde, toz tanecikleri ve buzların birbirine yapışmasıyla yörüngedeki madde diskin daha soğuk orta düzleminde birikmeye başlar. Bu küçük yapışan tozlar erken bebek gezegenler olarak adlandırılan için kayalara çakıllarındaki büyümek gezegenciklere ardından protoplanets ve sonunda, tam gezegenlere .

Büyük kütleli yıldızların aktif olarak yıldız oluşumunu tetiklemede bir rol oynayabileceğine inanıldığından (diğer faktörlerin yanı sıra yerçekimi kararsızlıklarını ekleyerek), diskleri olan genç, daha küçük yıldızların nispeten daha yaşlı, daha büyük kütleli yıldızlara yakın yaşıyor olabileceği akla yatkındır. Bu durum bazı kümelerde , örneğin Trapezium kümesinde olduğu gözlemlerle zaten doğrulanmıştır . Büyük kütleli yıldızlar yaşamlarının sonunda süpernova yoluyla çökme eğiliminde olduklarından, araştırmalar şimdi böyle bir patlamanın şok dalgasının ve ortaya çıkan süpernova kalıntısının (SNR) bir protoplanetary'nin ateş hattında meydana gelmesi durumunda oynayacağı rolü araştırıyor. disk. Hesaplamalı olarak modellenen simülasyonlara göre, bir gezegen öncesi diske çarpan bir SNR, diskin önemli ölçüde ablasyonu ile sonuçlanacak ve bu ablasyon, diskten önemli miktarda ata-gezegensel materyali sıyıracak - ancak diski tamamen yok etmesi gerekmemektedir. Bu önemli bir noktadır, çünkü bir gezegen sistemi oluşturmak için yeterli malzeme artıklarıyla böyle bir etkileşimden kurtulan bir disk , daha sonra oluşan gezegen sistemleri üzerinde etkileri olabilecek, SNR'den değiştirilmiş bir disk kimyasını miras alabilir.

Uzay uçuşu

Gelen uzay aracı tasarım, ablasyon aksi aşırı yüksek sıcaklıklarda tahrip olacağı hem serin ve koruma mekanik parça ve / veya yükleri için kullanılır. İki temel uygulama, uzaydan gezegensel bir atmosfere giren uzay araçları için ısı kalkanları ve roket motoru memelerinin soğutulmasıdır . Örnekleri arasında Apollo komut modül ile ilgili astronotuz korunan ısı ve atmosferik yeniden girişe ve kerkenez ikinci aşama roket motoru bir ortamda özel bir kullanım için tasarlanmış alan vakum herhangi bir yana ısı konveksiyon mümkündür.

Temel anlamda, ablatif malzeme, uzay aracının yapısına ısı iletmek yerine, yalnızca malzemenin dış yüzeyinin ısıtma etkisinin çoğunu taşıyacak şekilde tasarlanmıştır. Dış yüzey kömürleşir ve yanar – ancak oldukça yavaş, ancak yavaş yavaş alttaki yeni koruyucu malzemeyi açığa çıkarır. Isı, ablatif işlem tarafından üretilen gazlar tarafından uzay aracından taşınır ve asla yüzey malzemesine nüfuz etmez, böylece korudukları metalik ve diğer hassas yapılar güvenli bir sıcaklıkta kalır. Yüzey yanarken ve uzaya dağılırken, kalan katı malzeme, gemiyi devam eden ısıdan ve aşırı ısıtılmış gazlardan yalıtmaya devam ediyor. Ablatif tabakanın kalınlığı, görevi sırasında karşılaşacağı ısıya dayanabilecek kadar hesaplanmıştır.

En iyi ablatif performansı elde etmek için yeni ateşe dayanıklı malzemelerin araştırılmasını içeren tüm bir uzay uçuşu araştırması dalı vardır ; bu işlev, uzay aracının yolcularını ve yükünü, aksi takdirde aşırı ısı yüklemesinden korumak için kritik öneme sahiptir. Aynı teknoloji, bazı pasif yangın koruma uygulamalarında, bazı durumlarda bu yangına dayanıklı ürünlerin farklı versiyonlarını sunan aynı satıcılar tarafından , bazıları havacılık ve uzay için ve bazıları yapısal yangından korunma için kullanılmaktadır .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar