Wat is Cryogenica?

Cryogenica is de productie van en het gedrag van materialen bij zeer lage temperaturen. Ultra-koude temperaturen veranderen de chemische eigenschappen van materialen, die een interessant studiegebied bieden voor onderzoekers die de materialen willen onderzoeken wanneer ze van gas naar vloeistof naar vaste toestand overgaan. Deze studies hebben niet alleen geleid tot vooruitgang in ons begrip van verschillende materialen, maar ook tot de creatie van geheel nieuwe technologieën en industrieën.,

De temperatuur van een materiaal is de maat voor de energie die het bevat. Snel bewegende moleculen hebben een hogere temperatuur dan trager bewegende moleculen.

bijvoorbeeld, terwijl water bij 0° C (32° F) van een vloeistof in een vaste stof verandert, liggen de cryogene temperaturen veel lager; van -150°C tot -273° C. De temperatuur -273° C is het absolute laagste dat kan worden bereikt. Bij deze temperatuur stoppen de acties van alle moleculen, waardoor de moleculen zich in de laagst mogelijke staat van energie bevinden.

vloeibare gassen bij of onder -150° C kunnen worden gebruikt om andere materialen te bevriezen., Zodra een gas vloeibaar wordt, wordt het milieu als cryogeen beschouwd. De meest voorkomende gassen die worden omgezet in vloeistof voor cryogenica zijn zuurstof, stikstof, waterstof en helium.

geschiedenis van Cryogenica

het woord cryogenica komt van het Griekse woord “kyros”, wat koud betekent. Dit gecombineerd met het verkorte Engelse woord “genereren” maken het woord dat we kennen als cryogenica.

temperaturen die erg koud zijn worden niet gemeten in graden Fahrenheit of Celsius, maar in Kelvin. Kelvins gebruiken het eenheidssymbool K., Het is vernoemd naar Baron Kelvin die geloofde dat bij zeer lage temperaturen een nieuwe schaal nodig was die niet werd gemeten door de materiële toestand van water zoals Fahrenheit of Celsius. Nul graden Kelvin (0 K) is de theoretisch koudst mogelijke temperatuur.in 1877 maakten Rasul Pictet en Louis Cailletet voor het eerst vloeibaar zuurstof, beide met behulp van verschillende methoden voor het proces. Uiteindelijk werd een derde methode voor het vloeibaar maken van zuurstof ontdekt, en op dit punt in de geschiedenis kon zuurstof vloeibaar worden gemaakt bij 90 K. kort daarna werd vloeibare stikstof bereikt bij 77 K., Wetenschappers over de hele wereld begonnen te concurreren om de temperatuur van materie te verlagen tot het absolute nulpunt.de volgende doorbraak kwam in 1898 toen James Dewar waterstof vloeibaar maakte bij 20 K. Dit vormde een nieuw probleem voor de onderzoekers, aangezien ook 20 K bij een kooktemperatuur is. Dit bracht echter een andere kwestie met zich mee over de manier waarop gassen bij dergelijke temperaturen moeten worden behandeld en opgeslagen. Vandaar de creatie van Dewar kolven, die vandaag worden gebruikt om gassen op te slaan.de laatste grote vooruitgang in de cryogene industrie kwam in 1908 toen de natuurkundige Heike Kamerling Onnes Helium vloeibaar maakte bij 4,2 K en vervolgens 3,2 K., De vooruitgang in cryogenica na deze ontwikkeling zijn veel kleiner geweest omdat het thermodynamische wet is dat je het absolute nulpunt kunt benaderen, maar het eigenlijk nooit kunt bereiken. De technologie is veel verder gevorderd sinds deze laatste grote ontdekking, en we kunnen nu materialen bevriezen binnen zeer kleine afstanden van het absolute nulpunt, maar wetenschappers zijn nog steeds niet in staat geweest om de thermodynamische wet te breken waar elk deeltje nul energie heeft.

wanneer wordt Cryogenica voorgeschreven?

Cryogenica wordt gebruikt in een verscheidenheid van toepassingen., Het kan worden gebruikt om cryogene velden voor raketten te produceren, in MRI-machines die vloeibaar helium gebruiken en cryogene koeling vereisen, grote hoeveelheden voedsel opslaan, mist met speciale effecten, recycling, bloed-en weefselmonsters invriezen en zelfs supergeleiders koelen.

toepassingen en toepassingen:

cryochirurgie. Een soort operatie die cryogene temperaturen gebruikt om ongewenst weefsel of tumoren te elimineren. Historisch gezien is cryochirurgie gebruikt voor de behandeling van een verscheidenheid aan ziekten, meestal goedaardige en kwaadaardige huidaandoeningen., Dit type chirurgie is effectief omdat het werkt door het gebruik van de vriestemperaturen op cellen die moeten worden verwijderd uit het lichaam. Ijskristallen beginnen te vormen op de cellen en uiteindelijk scheuren ze uit elkaar.

Cryoelectronica. De ultra-bevroren temperaturen die cryogene vloeistoffen kunnen bieden de mogelijkheid voor elektronen in materialen om vrij te bewegen met weinig weerstand. Dit is van groot voordeel voor supergeleiders en in het ontwerp van ruimtevaartuigen. Bijvoorbeeld, zuurstof en waterstof wanneer opgeslagen als cryogene vloeistoffen zijn zeer voordelige bronnen die kunnen worden gebruikt om ruimte raketten aan te drijven.,

Cryobiologie. De studie van de effecten van lage temperaturen op organismen. Er zijn zes belangrijke gebieden van cryobiology:

de studie van De koude-aanpassing van micro-organismen, planten, dieren en gewervelde dieren
Cryopreservatie van cel weefsels en embryo ‘ s gebruikt in invitro fertilisatie
het Behoud van organen
Vriesdrogen, het vriesdrogen van farmaceutische producten
Cryochirurgie valt onder deze categorie
Onderkoeling zoals toegepast in biologische systemen

het Conserveren van Voedsel., Om verpakte voedingsmiddelen zoals producten te behouden, kunnen de voedselpunten worden besproeid met vloeibare stikstof om de warmte binnen de producten te absorberen. Uiteindelijk verdampt de stikstof voordat het voedsel wordt geconsumeerd. Met deze toepassing van cryogenica kunnen voedingsmiddelen langer bewaard worden zonder enige chemische bedreiging voor menselijke consumptie.

transport van gassen. Cryogenics wordt ook gebruikt om gassen te vervoeren die niet typisch cryogeen zijn. Met behulp van cryotechnologie kunnen gassen bijvoorbeeld worden omgezet in vloeistoffen om ze gemakkelijker van de ene plaats naar de andere te kunnen vervoeren., Neem aardgas (LNG), een combinatie van ethaan, methaan en andere gassen. Wanneer deze gassen vloeibaar worden, nemen ze veel minder ruimte in dan wanneer ze gasvormig blijven. Daarom worden de transportkosten lager en wordt het proces veel gemakkelijker.

cryotherapie. Dit is wanneer het lichaam wordt blootgesteld aan extreem koude temperaturen. Het meest voorkomende gebruik van deze applicatie is de nieuwe trend van cryospas. In deze gebieden, mensen kunnen staan in een cryosauna gevuld met cryogene vloeistoffen voor enkele minuten., Studies hebben aangetoond dat deze behandeling touts vele voordelen voor het lichaam, zoals het verminderen van ontsteking, het verhogen van energie, het beheren van pijn, en zelfs kan stimuleren metabolisme, onder andere claims. Onderzoek naar cryotherapie is nog steeds zeer nieuw, en de voordelen zijn niet volledig onderzocht of begrepen.

Cryonica. Het cryo-behoud van dieren en mensen met de hoop dat ze op een dag in de toekomst kunnen worden gereanimeerd. Maar veel, zo niet de meeste, wetenschappers zijn dubieus van de beweringen.

Wat is het volgende voor Cryogenica?,

naarmate de technologie snel evolueert, zullen cryogene gebieden zich blijven ontwikkelen en zich uiteindelijk uitbreiden naar meer toepassingen. Hoewel we niet kunnen voorspellen wat de volgende ontwikkelingen zullen komen, weten we wel dat veiligheid rond cryogene vloeistoffen een must is, ongeacht welke richting het onderzoek zal gaan. Het is belangrijk dat alle toepassingen die cryogene vloeistoffen hanteren, bestuderen en gebruiken de juiste veiligheidsmaatregelen en gasniveaumonitors gebruiken en in staat zijn om een nauwkeurige monitoring van gasconcentraties te garanderen.

leer hier meer over cryogene veiligheid.

https://www.healthline.com/health/cryotherapy-benefits#benefits