|
ترجمه سليمان فرهاديان: اگر احتياج مادر اختراع است، حفاظت از خود مادربزرگ اين خانواده محسوب می شود. يكی از اين موارد ابتكار دكتر رونالداف دمئو، پزشك اهل فلوريدا است كه برای درمان ناراحتی های مزمن بيماران خود از اشعه X استفاده می كند. از آنجايی كه آسيب رسانی طولانی مدت اشعه X ممكن بود آثار زيان باری برای دمئو داشته باشد، وی سال ها پيش تصميم گرفت تا از روش سودمندتری برای حفاظت بدن استفاده كرده و روش های استاندارد، همانند پوشيدن جليقه ها و پيشبندها، دستكش، محافظ تيروئيد و عينك های پزشكی حاوی سرب كه به دليل وجود سرب در آنها سنگين شده اند يا ترك مرتب اتاق حين تصويربرداری اشعه X برای فاصله گرفتن كافی از منبع اشعه X را كنار بگذارد. وی پس از سال ها تحقيق گروهی اليافی از جنس كامپوزيت پليمری ابداع كرد كه ساختار منحصربه فردی دارد و آن را دمرون نام نهاد.
اين الياف نه تنها می تواند مانع اشعه X و تشعشعات هسته ای (اشعه های گاما و ذرات آلفا و بتا) شود و همانند تن پوش های سربی استاندارد فعلی موثر و كارآمد است بلكه از خاصيت انعطاف پذيری بيشتری برخوردار بوده و بدين لحاظ پوشيدن آن راحت تر است. اما در ساير مواردی كه از لباس های محافظ پلاستيكی سبك استفاده می شود، اين گونه لباس ها نمی توانند مانع عبور كامل اشعه X يا اشعه گاما شوند. علاوه بر اين به نظر می رسد الياف جديد نسبت به عوامل جنگی بيولوژيك و شيميايی مهلك نفوذناپذير است، بنابراين می توان از آن برای ساخت لباس های يكسره كارگرانی كه با مواد شيميايی خطرناك سروكار دارند با ساخت لباس كسانی كه در موارد اضطراری در صحنه حاضر می شوند، استفاده كرد. هم اكنون متخصصان وزارت دفاع آمريكا سرگرم ارزيابی ميزان تأثير استفاده از دمرون برای ساخت پوشش هايی برای مقابله با عوامل هسته ای بيولوژيك و شيميايی هستند.
از اين پوشش ها برای مقابله با گاز خردل، گاز اعصاب VX و سارين استفاده می شود. هر دست لباس يكسره دمرون حدود 600 دلار هزينه دارد. از اين ماده جديد می توان برای ساخت چادرهای ضداشعه، آستر هواپيماها و فضاپيماها، پوشش تجهيزات حساس و لباس های محافظ پزشكی استفاده كرد. از آنجايی كه دمئو در معرض تابش روزافزون اين پرتوها قرار داشت و از اين بابت احساس نگرانی می كرد، درصدد برآمد ميزان پرتوهای رسيده به خود و همكارانش را كاهش دهد. وی می گويد: «من وارد بازار لباس ضدتابش شدم تا بتوانم از خود در مقابل اين پرتوها حفاظت كرده و در نهايت زندگی طولانی تری داشته باشم.» برای كسانی كه در معرض دائم اشعه X يا مواد هسته ای قرار دارند، محدود كردن ميزان اين پرتوها دشوار است. دمئو می گويد: «برای مثال، امكانات بيمارستانی كه در اختيار بسياری از متخصصين قرار دارد، تا حد زيادی با يكديگر متفاوت است و هركدام از اين دستگاه ها از روش های متفاوتی برای اندازه گيری ميزان پرتوها استفاده می كنند. كمتر كسی پيدا می شود كه اين مقدارها را كه به روش های مختلفی به دست آمده اند با هم مقايسه كند.»
مشكل هميشگی ديگری وجود دارد كه باعث پيچيدگی هر چه بيشتر مسئله می شود: ممانعت از ادامه كار كارگران شاغل در مراكز پزشكی و تابشی، در صورت فراتر رفتن ميزان تابش از حد مجاز. وی می گويد: «مردم اغلب نمی خواهند بدانند ميزان كلی تابش كه در معرض آن قرار دارند چقدر است، چرا كه نمی خواهند شغل خود را از دست بدهند. در عين حال تعداد كسانی كه مايل باشند ضمن پوشيدن جليقه ها و پيش بندهای سرب دار مناسب (كه قيمت آنها حدود 85 تا 600 دلار است) به كار خود ادامه دهند، كم است. اين جليقه ها اكثرا از صفحاتی ساخته شده اند كه حاوی گرد سرب در يك ماده زمينه پليمری است و به همين دليل سنگين و دست و پا گيرند.
علی رغم شك و ترديدهای ابراز شده از سوی متخصصان ايمنی تابش كه دمئو با آنان مشورت كرد، تصميم گرفت ضمن استخدام شيميدانان و متخصصين مواد، يك موسسه تحقيقاتی ايجاد كند و در آنجا روی مواد سبك و انعطاف پذيری كه بتوانند اشعه X را متوقف كند، به تحقيق بپردازد. در نهايت نيز وی شركتی را به نام فناوری حفاظت در برابر تابش (RST) به منظور توسعه و بازاريابی محصولات خود در ميامی تاسيس كرد. اكنون وی می توانست به عنوان مدير شركت، تحقيقات پزشكی خود را پيگيری كند.
در ابتدای كار گروه تحقيقاتی به بررسی حفاظت با استفاده از فلزات پرداخت، اما نتيجه چندانی در بر نداشت. سرب سمی، سنگين و حجيم است، بنابراين كنار گذاشته شد. دمئو می گويد: «مس و آلومينيوم تا حدودی خواص ضدتابش از خود نشان دادند، اما عملكرد آنها چندان هم قابل قبول نبود. بعدها ذرات فلز داخل الياف مختلف كار گذاشتيم و به چند اختراع ثبت شده هم دست يافتيم. مدتی بعد درصدد بر آمديم كه از پليمرها برای تضعيف تابش استفاده كنيم.» گروه بعد از مدت ها كار بی نتيجه، به استفاده از تركيبات پلی اوره تان و پلی وينيل كلرايد كه حاوی انواع نمك های آلی و معدنی بود و می توانست مانع عبور پرتوها شود روی آورد. اجزای سازنده اين نمك ها اعداد اتمی (تعداد پروتون های موجود در اتم يك عنصر مشخص) بالايی دارند و به همين دليل می توانند به طور موثرتری پرتوها را متوقف كنند. دمئو می گويد: «موادی كه ما ساختيم همانند پلاستيك متراكم سنگين است و عملكردشان نيز همان طور است.»
الياف دمرون بسته به نوع تابش به دو شيوه مختلف عمل می كند. دمئو در تشريح عملكرد اين الياف می گويد وقتی كه اشعه X يا اشعه گاما به ذرات نمك پراكنده برخورد می كند، يا جذب می شوند (طبق پديده فتوالكتريك) و انرژی شان به گرما تبديل می شود يا در يك سطح انرژی ديگر تفرق حاصل می كنند. (طبق پديده كامپيتون) و سپس به وسيله ذرات پراكنده در محيط جذب يا پراكنده می شوند. همين جذب شدن يا تفرق مانع نفوذ پرتوها به بافت های بدن می شود. هنگامی كه ذرات آلفا و بتا به دمرون برخورد می كنند، الكترون های موجود در اتم های نمك سرعت حركت آنها را كند كرده و در نتيجه جذب محيط اطراف می شوند. از آن جايی كه تجهيزات اشعه X طيف گسترده ای از فوتون ها را ايجاد می كنند و هسته های راديواكتيو ذراتی توليد می كنند كه دارای مقادير مختلف انرژی هستند، عوامل ضدتابش موجود در الياف دمرون نيز بايد طوری طراحی شوند كه بتوانند جلوی اين گونه تابش های با انرژی مختلف را بگيرد. هر كدام از مواد تضعيف كننده تابش كه در ساختار اين مواد به كار رفته است، می تواند محدوده خاصی از انرژی ها را جذب يا پراكنده سازد. دمئو در تشريح ساختار اين مواد می گويد: ساختار آنها تا حدودی شبيه مواد ضدصداست. يك صفحه چوبی به ضخامت سه سانتی متر می تواند فركانس های ويژه ای را جذب كند، اما يك صفحه مشابه با ساختار چندلايه كه از يك لايه يك سانتی متری و يك لايه دو سانتی متری ساخته شده است می تواند تقريبا همه فركانس ها را جذب كند.»
اين ماده چندسازه پليمری را به دو شيوه مختلف می توان ساخت: يا به صورت صفحات نازك يا از طريق قالب گيری تزريقی. دمرون های اوليه تهيه شده توسط گروه RST از روی هم قرار دادن صفحات نازك بين دو لايه مختلف ساخته شده است. ماده نهايی كه به اين روش ساخته شده است حدود 43/. ميلی متر ضخامت دارد و چگالی آن حدود 1/0 گرم سانتی متر مربع است. هر چند كه دمرون تقريبا همانند مواد حاوی سرب كه برای ساخت تن پوش های ضدتابش به كار می رود متراكم است، اما به راحتی خم، چروك يا تا می شود. اين ساختار نازك و انعطاف پذير توانسته است كارآيی خود را برای مقابله با اشعه X و پرتوهای هسته ای طی آزمايش های انجام گرفته در آزمايشگاه ملی لورنس ليورمور، مركز تحقيقات هسته ای نيلی در موسسه فناوری جورجيا و موسسه راديولوژی كالج پزشكی و جراحی دانشگاه كلمبيا به اثبات برساند. با اين همه هنوز هم به طور كامل مشخص نشده است هنگامی كه دمرون تحت تاثير تابش های شديد قرار می گيرد، تجزيه خواهد شد يا خير. اين مواد نسبت به هوا يا ساير سيارات نفوذناپذيرند و می توانند حداقل به مدت هشت ساعت در مقابل گاز آمونياك و كلر خورنده مقاومت كنند. از آنجايی كه دمرون می تواند به روش تابش حرارت را از دست بدهد، می تواند انرژی لايه های درونی را به محيط اطراف انتقال داده و هنگام لمس كردن خنك به نظر می رسد. دمئو می گويد: «بنابراين می توان از اين مواد برای پوشاندن صددرصد قسمت های بدن استفاده كرد.» تابستان گذشته بعضی از كارگران از نمونه های اوليه لباس های دمرون استفاده كردند تا مشخص شود آيا استفاده از اين ماده در مدت های طولانی راحت است يا خير؟ وی می گويد: «طبق ارزيابی ها لباس های فعلی ضدمواد هسته ای، بيولوژيك و شيميايی مثل سونای سيار است، اما افرادی كه از اين پوشش های جديد استفاده می كنند، می توانند با استفاده از اين مواد به جنگ گرمای بيابان بروند.»
Scientific American,Apr. 2003 | 
