發(fā)布時(shí)間： 2020-10-26 點(diǎn)擊次數(shù)： 2589次
超低溫一般泛指－80℃以下的溫度。當(dāng)物質(zhì)經(jīng)分物質(zhì)的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生不可逆變化；而另一些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)生可逆變化，物質(zhì)的性質(zhì)不發(fā)生改變。利用這一特性，可在超低溫條件下對(duì)生物體進(jìn)行長(zhǎng)期保存，并在一定條件下使其復(fù)蘇；或是使細(xì)胞在超低溫條件下發(fā)生不可逆的死亡，達(dá)到治療某些疾病的目的；在材料處理工藝上，一些材料通過超低溫處理后，它們的綜合性能會(huì)得到顯著提高，超低溫技術(shù)已在生物、學(xué)、材料等學(xué)科中獲得廣泛應(yīng)用。
根據(jù)獲取方式的不同，獲得超低溫的方法有機(jī)械制冷和低溫液體制冷兩種。利用低溫液體制冷是較為普遍的一種制冷方式，其優(yōu)點(diǎn)在于降溫速度快，方法簡(jiǎn)便，且價(jià)格便宜，但是其降溫速度不易控制，劇烈的溫度變化會(huì)導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力等缺點(diǎn)，從而限制了其應(yīng)用范圍，并且需要定時(shí)定量灌注液氮，維護(hù)比較麻煩。由于液氮（N2）的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為－195．8℃，而且無色無味，化學(xué)性質(zhì)不活潑，無毒性，使用安全，是低溫液體制冷技術(shù)中常用的制冷劑。
液氮罐因其操作簡(jiǎn)便、體積小、成本低，是一種用于短期超低溫制冷的較理想裝置。液氮罐是一個(gè)圓柱形容器，其外壁與內(nèi)壁間抽真空并填充絕熱材料以隔絕熱交換。往罐內(nèi)灌入部分液氮后，罐內(nèi)的上部空間便充滿低溫氮?dú)?。盡管封閉罐口后，液氮罐與外部環(huán)境之間仍可能存在一定的熱交換。因此液氮制冷更適合一些需要短期快速降溫保存的物品。
超低溫用冰箱屬于機(jī)械制冷典型的一類，其特點(diǎn)是儲(chǔ)存空間大、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便。可以控制溫度范圍，而且目前商用深冷冰箱的溫度也能夠到－150℃。缺點(diǎn)是深冷冰箱從常溫降到低溫時(shí)間較長(zhǎng)通常需要6小時(shí)到9小時(shí)。因此深冷冰箱適合用于長(zhǎng)期保存的物品儲(chǔ)存。由于具備安全監(jiān)控報(bào)警等功能，在長(zhǎng)期保存上比液氮罐保存具有更高的安全性和人工智能性。
由于兩者互有優(yōu)缺點(diǎn)。現(xiàn)在很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)室把這兩種制冷方法的優(yōu)點(diǎn)利用起來。充分利用液氮罐快速降溫的特性將物品降溫后，放置到深冷冰箱里面長(zhǎng)期保存。并且針對(duì)深冷冰箱可能存在的不穩(wěn)定運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，在深冷冰箱配套了液氮后備制冷系統(tǒng)。萬一出現(xiàn)斷電等意外，可以迅速充入液氮短時(shí)間內(nèi)代替壓縮機(jī)制冷以保證物品儲(chǔ)存條件。
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