Абляція

Абляція біля електрода у спалаху. Електрична дуга високої енергії повільно роз’їдає скло, залишаючи матовий вигляд.

Абляція (лат. ablatio – видалення) – видалення або руйнування чого-небудь з об’єкта шляхом випаровування, сколювання, ерозійних процесів або іншим способом. Нижче наведено приклади абляційних матеріалів, включаючи матеріал космічного корабля для підйому та входу в атмосферу, лід і сніг у гляціології, біологічні тканини в медицині та матеріали для пасивного протипожежного захисту.

Штучний інтелект

У штучному інтелекті (ШІ), особливо машинному навчанні, видалення — це видалення компонента системи ШІ. Термін за аналогією з біологією: видалення компонентів організму.

Біологія

Біологічна абляція — це видалення біологічної структури або функціональності.

Генетична абляція — це ще один термін для мовчання генів, при якому експресія генів скасовується через зміну або видалення інформації про генетичну послідовність. При абляції клітин окремі клітини в популяції або культурі знищуються або видаляються. Обидва можуть бути використані як експериментальні інструменти, наприклад, в експериментах із втратою функцій.

Електроабляція

Електроабляція — це процес видалення матеріалу з металевої заготовки для зменшення шорсткості поверхні.

Електроабляція прориває високорезистивні оксидні поверхні, такі як ті, які є на титані та інших екзотичних металах і сплавах, без плавлення основного неокисленого металу чи сплаву. Це дозволяє дуже швидко обробити поверхню

Процес здатний забезпечити фінішну обробку поверхні для широкого діапазону екзотичних і широко використовуваних металів і сплавів, включаючи: титан, нержавіючу сталь, ніобій, хром-кобальт, інконель, алюміній, а також ряд широко доступних сталей і сплавів.

Електроабляція дуже ефективна для досягнення високого рівня обробки поверхні в отворах, западинах і прихованих або внутрішніх поверхнях металевих заготовок (деталей).

Цей процес особливо застосовний до компонентів, виготовлених шляхом адитивного виробництва, таких як метали, надруковані 3D. Ці компоненти, як правило, виробляються з рівнем шорсткості значно вище 5–20 мікрон. Електроабляція може бути використана для швидкого зменшення шорсткості поверхні до рівня менше ніж 0,8 мікрона, що дозволяє використовувати пост-обробку для обробки поверхні масового виробництва.

Гляціологія

У гляціології та метеорології абляція — протилежність акумуляції — відноситься до всіх процесів, які видаляють сніг, лід або воду з льодовика чи снігового поля Абляція відноситься до танення снігу або льоду, що стікає з льодовика, випаровування, сублімації, розведення або ерозійного видалення снігу вітром. Температура повітря, як правило, є домінуючим контролем абляції, а опади здійснюють вторинний контроль. У помірному кліматі під час сезону абляції швидкість абляції зазвичай становить близько 2 мм/год. Там, де сонячне випромінювання є домінуючою причиною абляції снігу (наприклад, якщо температура повітря низька під ясним небом), на поверхні снігу можуть утворитися характерні текстури абляції, такі як сонячні чаші та кальгаспори.

Лазерна абляція

Лазер Nd:YAG просвердлює отвір у блоку нітрилу. Інтенсивний спалах інфрачервоного випромінювання видаляє високопоглинаючу гуму, вивільняючи виверження плазми.

На лазерну абляцію сильно впливає природа матеріалу та його здатність поглинати енергію, тому довжина хвилі лазера для абляції повинна мати мінімальну глибину поглинання. Хоча ці лазери можуть мати середню низьку потужність, вони можуть запропонувати пікову інтенсивність і флюенс, що визначається:

${\begin{aligned}{\text{Intensity }}(\mathrm {W} /\mathrm {cm} ^{2})&={\frac {{\text{average power }}(\mathrm {W} )}{{\text{focal spot area }}(\mathrm {cm} ^{2})}}\\[5pt]{\text{Peak intensity }}(\mathrm {W} /\mathrm {cm} ^{2})&={\frac {{\text{peak power }}(\mathrm {W} )}{{\text{focal spot area }}(\mathrm {cm} ^{2})}}\\[5pt]{\text{Fluence }}(\mathrm {J} /\mathrm {cm} ^{2})&={\frac {{\text{laser pulse energy }}(\mathrm {J} )}{{\text{focal spot area }}(\mathrm {cm} ^{2})}}\end{aligned}}$

при цьому пікова потужність

${\text{Peak power }}(\mathrm {W} )={\frac {{\text{pulse energy }}(\mathrm {J} )}{{\text{pulse duration }}(\mathrm {s} )}}$

Поверхнева абляція рогівки для кількох типів рефракційної хірургії ока зараз поширена з використанням ексимерної лазерної системи (LASIK і LASEK). Оскільки рогівка не відростає, лазер використовується для зміни рефракційних властивостей рогівки, щоб виправити помилки рефракції, такі як астигматизм, короткозорість і далекозорість. Лазерна абляція також використовується для видалення частини стінки матки у жінок із проблемами менструації та аденоміозу в процесі, який називається абляцією ендометрія.

Морські поверхневі покриття

Фарби проти обростання та інші відповідні покриття зазвичай використовуються для запобігання накопиченню мікроорганізмів та інших тварин, таких як вусоногі раковини, на поверхнях днища корпусу рекреаційних, комерційних і військових морських суден. Абляційні фарби часто використовуються для цієї мети, щоб запобігти розведенню або дезактивації агента проти обростання. З часом фарба повільно розкладається у воді, оголюючи на поверхні свіжі склади проти обростання. Розробка засобів проти обростання та швидкість абляції може забезпечити довготривалий захист від шкідливих наслідків біообростання.

У медицині

У медицині абляція – це видалення частини біологічної тканини, зазвичай хірургічним шляхом. Поверхнева абляція шкіри (дермабразія, яку також називають шліфуванням, оскільки вона індукує регенерацію) може здійснюватися хімічними речовинами (хіміоабляція), лазером (лазерна абляція), заморожуванням (кріоабляція) або електрикою (фульгурація). Її призначення – прибрати плями, стару шкіру, зморшки, тим самим омолодити її. Поверхнева абляція також використовується в отоларингології для кількох видів хірургічних втручань, таких як хірургія хропіння. Радіочастотна абляція (RFA) – це метод видалення аберантної тканини всередині тіла за допомогою мінімально інвазивних процедур, який використовується для лікування різноманітних серцевих аритмій, таких як суправентрикулярна тахікардія, синдром Вольфа–Паркінсона–Уайта (WPW), шлуночкова тахікардія та нещодавно як лікування фібриляції передсердь. Термін часто використовується в контексті лазерної абляції, процесу, під час якого лазер розриває молекулярні зв’язки матеріалу. Щоб лазер видаляв тканини, щільність потужності або потоку потоку повинні бути високими, інакше виникає термокоагуляція, яка є просто термічним випаровуванням тканин.

Ротабляція — це тип очищення артерій, який полягає у введенні крихітного пристрою, схожого на свердло з алмазним наконечником, в уражену артерію для видалення жирових відкладень або бляшок. Процедура використовується при лікуванні ішемічної хвороби серця для відновлення кровотоку.

Мікрохвильова абляція (MWA) подібна до RFA, але при більш високих частотах електромагнітного випромінювання.

Абляція високоінтенсивного сфокусованого ультразвуку (HIFU) неінвазивно видаляє тканини з тіла.

Абляція кісткового мозку — це процес, за допомогою якого клітини кісткового мозку людини видаляються під час підготовки до трансплантації кісткового мозку. Це виконується за допомогою високоінтенсивної хіміотерапії та загального опромінення тіла. Як таке, це не має нічого спільного з методами випаровування, описаними в решті цієї статті.

Абляція тканини мозку використовується для лікування певних неврологічних розладів, зокрема хвороби Паркінсона, а іноді й для психічних розладів.

Пасивний протипожежний захист

Вогнезахисні та протипожежні продукти можуть мати абляційний характер. Це може означати ендотермічні матеріали або просто матеріали, які є жертвами та з часом «витрачаються» під час дії вогню, наприклад силіконові протипожежні продукти. За достатнього часу під впливом вогню чи тепла ці продукти обвуглюються, розсипаються та зникають. Ідея полягає в тому, щоб помістити достатню кількість цього матеріалу на шляху вогню, щоб можна було підтримувати рівень вогнестійкості, як було продемонстровано під час випробування на вогонь. Абляційні матеріали зазвичай мають велику концентрацію органічних речовин, що перетворюється на попіл вогнем. У випадку силікону органічний каучук оточує дуже дрібно подрібнений силікатний пил (до 380 м² загальної площі поверхні всіх частинок пилу на грам цього пилу). Коли органічний каучук піддається впливу вогню, він згорає до попелу та залишає за собою силікатний пил, з якого почався продукт.

Абляція протопланетного диска

Протопланетні диски — це обертові навколозоряні диски щільного газу та пилу, що оточують молоді, щойно сформовані зірки. Невдовзі після утворення зірок зірки часто мають залишки навколишнього матеріалу, який все ще гравітаційно пов’язаний з ними, утворюючи примітивні диски, які обертаються навколо екватора зірки – не надто відмінно від кілець Сатурна. Це відбувається тому, що зменшення радіуса протозоряного матеріалу під час формування збільшує кутовий момент, що означає, що цей залишковий матеріал збивається в сплюснутий навколозоряний диск навколо зірки. Цей навколозоряний диск може згодом перетворитися на те, що називається протопланетним диском: диск газу, пилу, льоду та інших матеріалів, з яких можуть формуватися планетарні системи. У цих дисках речовина, що обертається, починає накопичуватися в холоднішій середній площині диска від частинок пилу та льоду, що злипаються. Ці невеликі нарощення ростуть від камінців до каменів до перших планет-дитинків, які називаються планетезималями, потім протопланетами і, зрештою, повними планетами.

Космічний політ

У проектуванні космічних кораблів абляція використовується як для охолодження, так і для захисту механічних частин та/або корисного навантаження, які інакше були б пошкоджені надзвичайно високими температурами. Двома основними застосуваннями є теплові екрани для космічних кораблів, які входять в атмосферу планети з космосу, і охолодження сопел ракетних двигунів. Приклади включають командний модуль Apollo, який захищав астронавтів від тепла під час входу в атмосферу, і ракетний двигун другого ступеня Kestrel, розроблений виключно для використання в середовищі космічного вакууму, оскільки конвекція тепла неможлива.

Дивись також

• Абляційна броня

Посилання

• Хімічний пілінг. Американське товариство дерматологічної хірургії.
• Лазерна хірургія ока Lasik. Інформація про харчові та лікарські засоби США.
• Фізика лазерної абляції