Vitrification (von lateinischem vitreum, "Glas" über französischen vitrifier) ist die Transformation einer Substanz in ein Glas. Gewöhnlich wird es durch das schnelle Abkühlen einer Flüssigkeit durch den Glasübergang erreicht. Bestimmte chemische Reaktionen laufen auch auf Brille hinaus. Eine wichtige Anwendung ist der vitrification einer einem Frostschutzmittel ähnlichen Flüssigkeit in cryopreservation.

Vitrification ist für amorphe Materialien oder unordentliche Systeme charakteristisch und kommt vor, wenn das Abbinden zwischen elementaren Partikeln (Atome, Moleküle, das Formen von Blöcken) höher werden als ein bestimmter Schwellenwert. Thermalschwankungen brechen die Obligationen deshalb tiefer die Temperatur höher der Grad der Konnektivität. Deswegen haben amorphe Materialien genannte Glasübergangstemperatur einer charakteristischen Schwellentemperatur (T): Unter T amorphen Materialien sind glasig, wohingegen über T sie geschmolzen sind.

In einem breiteren Sinn wird das Einbetten des Materials in einer glasigen Matrix auch vitrification genannt. Eine wichtige Anwendung ist der vitrification der radioaktiven Verschwendung, um eine stabile Zusammensetzung zu erhalten, die für die äußerste Verfügung passend ist.

Beispiele

Wenn Rohrzucker langsam abgekühlt wird, läuft er auf Kristallzucker hinaus (oder Felsen-Süßigkeiten), aber wenn abgekühlt, schnell kann er sirupartige Zuckerwatte (Zuckerwatte) bilden.

Vitrification kann auch vorkommen, wenn er mit einer Flüssigkeit wie Wasser, gewöhnlich durch das sehr schnelle Abkühlen oder die Einführung von Agenten anfängt, die die Bildung von Eiskristallen unterdrücken. Das ist im Gegensatz zum gewöhnlichen Einfrieren, das auf Eiskristallbildung hinausläuft. Zusätze, die in der Kryobiologie verwendet sind oder natürlich durch Organismen erzeugt sind, die in polaren Gebieten leben, werden cryoprotectants genannt.

Arktische Frösche und ein anderer ectotherms erzeugen natürlich Glyzerin oder Traubenzucker in ihren Lebern, um Eisbildung zu reduzieren. Wenn Traubenzucker als ein cryoprotectant von arktischen Fröschen verwendet wird, werden massive Beträge von Traubenzucker bei der niedrigen Temperatur veröffentlicht, und eine spezielle Form des Insulins berücksichtigt diesen Extratraubenzucker, um in die Zellen einzugehen. Wenn sich der Frosch während des Frühlings wiedererwärmt, muss der Extratraubenzucker schnell beseitigt, aber versorgt werden. Arktische Kerbtiere verwenden auch Zucker als cryoprotectants. Arktische Fische verwenden Frostschutzmittel-Proteine, die manchmal mit Zucker, als cryoprotectants angehangen sind.

Eine Methode von vitrification verwendet magnetisches Feld, um Wasser fließend zu halten, während sie es unterkühlt. Wenn das magnetische Feld abgedreht wird, wird das Wasser sofort frieren und vereisen Kristall wird Zeit nicht haben, um sich zu formen. Die Methode wurde in Japan entwickelt, um Sushi zu bewahren. Die Forschung ins Verwenden der Methode, um Organe für die Organ-Verpflanzung zu verglasen, erlebt zurzeit das Verwenden der "Zellen Lebendiges System, das" von der japanischen Gesellschaft ABI erzeugt ist. Es hat sich bereits erwiesen, für vitrification von Zähnen nützlich

Anwendungen

Gewöhnliches Glas der Soda-Limone, das in Fenstern und dem Trinken von Behältern verwendet ist, wird durch die Hinzufügung des Natriumkarbonats und der Limone (Kalzium-Oxyd) zum Silikondioxyd geschaffen. Ohne diese Zusätze wird Silikondioxyd verlangen, dass sehr hohe Temperatur ein Schmelzen und nachher (mit dem langsamen Abkühlen) ein Glas erhält.

Vitrification ist eine bewiesene Technik in der Verfügung und langfristigen Lagerung des radioaktiven Abfalls oder der anderen gefährlichen Verschwendung. Verschwendung wird mit glasbildenden Chemikalien in einem melter gemischt, um geschmolzenes Glas zu bilden, das dann in Blechbüchsen fest wird, die Verschwendung unbeweglich machend. Die überflüssige Endform ähnelt obsidian und ist ein nichtdurchfilterndes, haltbares Material, das effektiv die Verschwendung innen fängt. Die Verschwendung kann seit relativ langen Zeiträumen in dieser Form ohne Sorge für die Luft- oder Grundwasser-Verunreinigung versorgt werden. Seien Sie sperrig vitrification verwendet Elektroden, um Boden und Verschwendung zu schmelzen, wo sie begraben liegen. Die gehärtete Verschwendung kann dann disinterred mit weniger Gefahr der weit verbreiteten Verunreinigung sein. Gemäß den Pazifischen Nationalen Nordwestlaboratorien, "schließt Vitrification gefährliche Materialien in eine stabile Glasform, die seit Tausenden von Jahren dauern wird."

Äthylen-Glykol wird als Automobilfrostschutzmittel verwendet, und propylene Glykol ist verwendet worden, um Eiskristalle in Eis zu reduzieren, es glatter machend.

Seit Jahren ist Glyzerin in der Kryobiologie als ein cryoprotectant für Blutzellen und männliches Sperma verwendet worden, Lagerung bei flüssigen Stickstoff-Temperaturen erlaubend. Jedoch kann Glyzerin nicht verwendet werden, um ganze Organe vor dem Schaden zu schützen. Statt dessen erforschen viele Biotechnologie-Gesellschaften die Entwicklung anderen cryoprotectants passenderen für solchen Gebrauch. Eine erfolgreiche Entdeckung kann schließlich möglich der Hauptteil kälteerzeugende Lagerung (oder "Bankwesen") des transplantable Menschen und der xenobiotic Organe machen. Ein wesentlicher Schritt in dieser Richtung ist bereits vorgekommen. Medizin des Einundzwanzigsten Jahrhunderts hat eine Kaninchen-Niere zu -135ºC mit ihrem vitrification Eigentumscocktail verglast. Nach dem Wiederwärmen wurde die Niere in ein Kaninchen, mit der ganzen Funktionalität und Lebensfähigkeit, fähig erfolgreich umgepflanzt, das Kaninchen unbestimmt als die alleinige fungierende Niere zu stützen.

Im Zusammenhang von cryonics, besonders in der Bewahrung des menschlichen Gehirns, vitrification des Gewebes wird gedacht, notwendig zu sein, um Zerstörung des Gewebes oder der im Gehirn verschlüsselten Information zu verhindern. Zurzeit, vitrification Techniken sind nur auf den Verstand (neurovitrification) von Alcor und zum oberen Körper vom Cryonics-Institut angewandt worden, aber Forschung ist im Gange durch beide Organisationen, um vitrification auf den ganzen Körper anzuwenden.

• Steven Ashle, Teilen Sie und, Verglasen Sie Juni 2002, Wissenschaftlicher amerikanischer
• Stefan Lovgren, Leichname, die für die Zukünftige Wiedergeburt durch Arizona Company, März 2005, Nationaler Geografischer eingefroren sind
• Vitrification: Das Stellen der Hitze auf der Verschwendung

Siehe auch

• Kryogenik
• Das Unterkühlen
• Verglastes Fort