الحل الأساسي
يعتمد عمر الخدمة للمادة الماصة على مساحة سطحها. كلما زاد ارتفاعه، كلما استمر النظام في دوره في تنقية الهواء لفترة أطول. لحل مشاكل كل من المساحة والوزن، يجب زيادة المساحة السطحية للمواد الماصة و/أو المنقية بشكل كبير.
جوهر المواد الكمومية
تمتلك المواد الكمومية، بحكم مقياسها النانوي فائق الدقة، مساحة سطحية أعلى بكثير من المواد العادية، مما يجعلها أكثر تفاعلية وفعالية في أداء واجبها بأحجام صغيرة جدًا.
لوضع هذا في المنظور؛ 1 كجم من الجسيمات التي يبلغ حجمها 1 مم3 لها نفس مساحة سطح 1 مجم من الجسيمات النانوية التي يبلغ حجمها 1 نانومتر3. وهذا يعني أنه لتحقيق نفس أهداف المواد الماصة الغازية التي تم تحقيقها بواسطة 1 كجم من الجسيمات العادية التي يبلغ حجمها 1 مم3، ستكون هناك حاجة إلى 1 مجم فقط من الجسيمات النانوية بحجم 1 نانومتر3.
تتراوح المساحة السطحية للمواد الكمومية الخاصة بـNANOARC حاليًا بين 40 إلى 60 مترًا مربعًا/جم بينما تكون مساحة المواد المماثلة كيميائيًا القياسية المستخدمة لنفس عمليات تنقية الهواء عادةً في نطاق 1 - 16 متر مربع/جم أو أقل. ولهذا السبب، يمكن استخدام كميات أصغر بكثير من المواد الكمومية الخاصة بـNANOARC لتحقيق نفس الأهداف وإطالة عمر خدمة المرشحات المستخدمة في امتصاص الملوثات.
يتيح ذلك تخفيضًا كبيرًا في الوزن والمساحة، وبالتالي توفير مساحة أكبر للحمولة المطلوبة وتوفير الوقود، دون المساس بجودة الهواء على متن الطائرة. في الواقع، ستكون هناك حاجة أقل بكثير للتجديد ويمكن تخزين المزيد من المرشحات المصنوعة باستخدام المساحيق النانوية للمواد الكمومية الخاصة بـNANOARC بسهولة للنسخ الاحتياطي، في حالة ظهور الحاجة إلى استبدالها.
التخفيف من مسببات الأمراض المحمولة جوا
إلى جانب المساحة السطحية العالية للمواد الكمومية، فإنها تمتلك خصائص فريدة في التخفيف من مسببات الأمراض الضارة، والتي لا تستطيع المواد القياسية تحقيقها: تتيح التأثيرات الكمومية نشاطًا مضادًا للأمراض في كل من البيئات المضيئة والمظلمة بينما تتطلب المواد النانوية العادية والأنظمة السائبة المقابلة التنشيط الضوئي ، لأداء نفس الواجب.
وبما أن المرشحات لا تعمل بالضرورة في المناطق المضيئة، ومن غير المرجح أن تكون البعثات الفضائية في مناطق مضاءة جيدًا لفترات طويلة من الوقت، فإن المواد التي يمكن أن تخفف من مسببات الأمراض المحمولة جواً في ظل هذه الظروف التشغيلية، تعتبر ضرورية.
هناك شيء واحد مؤكد: أن المساحة السطحية العالية لأسرة التحفيز النانوي للمواد الكمومية، ستعمل على إطالة عمر خدمة المرشحات بشكل كبير وتعزيز كفاءة تنقية الهواء في أنظمة دعم الحياة للمهام الفضائية واسعة النطاق.