Дефиниција и употребе криогенетике

Криогеника је дефинисана као научно проучавање материјала и њиховог понашања на изузетно ниском нивоу температуре. Реч долази од грчког црио, што значи "хладно", и генски, што значи "производити". Израз се обично сусреће у контексту физике, науке о материјалима и медицине. Научници који проучавају криогенику се називају а криогеничан. Криогени материјал се може назвати а криоген. Иако се могу пријавити хладне температуре коришћењем било које температурне скале, Келвин и Ранине скале су најчешће јер се су апсолутне ваге који имају позитивне бројеве.

Колико тачно хладна супстанца треба да се сматра „криогеном“, питање је неке расправе научне заједнице. Амерички Национални институт за стандарде и технологију (НИСТ) сматра да криогеника укључује температуре испод –180 ° Ц (93,15 К; -292,00 ° Ф), што је температура изнад које су уобичајени расхладни агенси (нпр. Водоник сулфид, фреон) гасови и испод којих су „стални гасови“ (нпр. ваздух, азот, кисеоник, неон, водоник, хелијум) течности. Такође постоји поље истраживања под називом „криогеника високе температуре“, које укључује температуре изнад тачке кључања

За мерење температуре криогена потребни су посебни сензори. Детектори температуре отпора (РТД) користе се за мерење температуре ниже од 30 К. Испод 30 К често се користе силиконске диоде. Криогени детектори честица су сензори који делују неколико степени изнад апсолутне нуле и користе се за откривање фотона и елементарних честица.

Криогене течности се обично чувају у уређајима који се називају тиквице Девар. То су контејнери са два зида који имају вакуум између зидова ради изолације. Бочице Девар намењене за употребу са екстремно хладним течностима (нпр. Течни хелијум) имају додатну изолациону посуду напуњену течним азотом. Тиквице Девар назване су по свом проналазачу, Јамесу Девару. Тиквице омогућавају да плин изађе из контејнера како би се спречило да се притисак повећава од кључања што може довести до експлозије.

Следеће течности се најчешће користе у криогеници:

Постоји неколико примена криогенике. Користи се за производњу криогених горива за ракете, укључујући течни водоник и течни кисеоник (ЛОКС). Јака електромагнетна поља потребна за нуклеарну магнетну резонанцу (НМР) обично се производе прегријавањем електромагнета с криогенима. Магнетна резонанца (МРИ) је примјена НМР-а користи течни хелијум. Инфрацрвени камере често захтевају криогено хлађење. Криогено замрзавање хране користи се за транспорт или складиштење великих количина хране. Течни азот се користи за стварање магле за специјалне ефекте чак и специјални коктели и храна. Замрзавање материјала помоћу криогена може их учинити довољно крхким да их се могу разбити у мале комаде за рециклирање. Криогене температуре користе се за складиштење узорака ткива и крви и очување експерименталних узорака. Криогено хлађење суперпреводника може се користити за повећање преноса електричне енергије у великим градовима. Криогена обрада се користи као део неких лечења легуром и ради олакшавања хемијских реакција на ниским температурама (нпр. Прављење статинских лекова). Криомиллинг се користи за мљевење материјала који могу бити превише мекани или еластични да би их могли мљети на обичним температурама. Хлађење молекула (до стотина нано Келвина) може се користити за стварање егзотичних стања материје. Лабораторија за хладне атоме (ЦАЛ) је инструмент дизајниран за употребу у микрогравитацији за формирање Босе Аинстеина кондензати (око 1 пицо Келвин температуре) и испитивања закона квантне механике и друге физике принципа.

Криогеника је широко поље које обухвата неколико дисциплина, укључујући:

Црионицс - Црионицс је крио очување животиња и људи са циљем да их оживи у будућности.

Криохирургија - Ово је грана хирургије у којој се криогене температуре користе за убијање нежељених или малигних ткива, попут ћелија рака или молова.

Цриоелецтроницс - Ово је истраживање суправодљивости, скока променљивог распона и других електронских појава на ниским температурама. Позвана је практична примена криоелектронике криотроника.

Криобиологија - Ово је истраживање утицаја ниских температура на организме, укључујући очување организама, ткива и употребе генетског материјала криопрезервација.

Док криогеника обично укључује температуру испод тачке смрзавања течног азота, а ипак изнад оне апсолутна нула, истраживачи су постигли температуре испод апсолутне нуле (тзв. негативни Келвин) температуре). У 2013. Улрицх Сцхнеидер са Универзитета у Минхену (Немачка) хлади гас испод апсолутне нуле, због чега је, наводно, постао топлији, а не хладнији!

• Браун, С., Ронзхеимер, Ј. П., Сцхреибер, М., Ходгман, С. С., Ром, Т., Блоцх, И., Сцхнеидер, У. (2013) "Негативна апсолутна температура за покретне степене слободе". Наука339, 52–55.
• Гантз, Царролл (2015). Хлађење: Историја. Јефферсон, Северна Каролина: МцФарланд & Цомпани, Инц. п. 227. ИСБН 978-0-7864-7687-9.
• Насх, Ј. М. (1991) "Вортек експанзијски уређаји за криогенику високих температура". Проц. 26. Конференције о инжењерској претворби енергије међу људима, Вол. 4, стр. 521–525.