ACRS原子氧清洗及修复装置

博物馆和公共建筑的火灾可以导致艺术品的完全破坏，使得艺术品表面积累了大量烟尘颗粒，使其不能再用于研究或由公众欣赏。烟灰沉积物（烟炱）很难从某些类型的油漆表面去除，特别是在那些油漆很脆弱或剥落或油漆粘合剂的上表面已发生损伤的地方。

为了挽救博物馆的艺术品，科学家想到了用性质非常活泼的原子氧来清除烟灰沉积物，原子氧会撕开了分子中的碳和氧之间的粘合，并生成二氧化碳和水蒸气，随着这些气体不断在真空系统中被排出，艺术品受烟灰污染损坏的部分恢复如初。

原子氧(AO)存在于环绕地球的大气中，在卫星通常环绕的轨道高度。它已被证明能与含碳的表面涂层或沉积物发生化学反应。火灾造成的木炭和煤烟损害本质上是由碳组成的。通过化学反应，原子氧很容易与含有碳或碳氢分子的表面或沉积物氧化。

清除碳污染的机理如下所示: 原子氧O与C碳反应生成CO一氧化碳，一氧化碳CO与原子氧O反应生成CO2二氧化碳

C + O —> CO

CO + O —> CO2

美国国家航空航天局格伦研究中心(NASA Glenn Research Center)开发了一种非接触式无损技术，可以去除表面的有机沉积物，恢复古老画作和其他艺术品的外观。结果表明，该技术能够有效地均匀地消除艺术品上的烟损。清洗技术也可以用于更广泛地治疗一个特定区域，而不会留下可见的清洁痕迹。修复工作可以根据修复人员的自由选择进行，从轻微的表面清洁到更广泛的火灾损伤清除。

艺术品的清洗将在真空室中进行，舱室中有两块大的平行铝板用连接到一个功率约为400瓦的射频电源。空气以50~200 cm3 /min的速度进入到真空舱中。在两个平板之间的射频振荡使得空气中的氧分子裂解成原子氧。生成的原子氧可以在无人值守的情况下在指定的时间内进行清洗。

整个清洗过程是无接触的干法清洗，是一种气相清洗过程，只作用于艺术品表面。低能原子氧可以清洗指定特定区域，也可以充满真空舱对艺术品整体进行清洗