最近气温骤降,可能你的“双十二”快递还没到,但已经收到了强冷空气大礼包。秋裤棉裤都已经安排了,但仍然无法阻挡突如其来的冷空气。今天要说一个更让你瑟瑟发抖的话题,它——有着近-200℃的超低温。不管你是在没有暖气的南方,还是在中国冷极根河、中国北极漠河,和它的温度一比,你都获得了“相对温暖”。它就是液氮。在常压下,温度为-196℃。
氮气是空气的主要成分之一,占大气总量的78%。液氮,顾名思义就是液态的氮气,氮气在非常低的温度下会形成液体的状态就叫做液氮。液氮极低的温度使其有着广泛的应用。医生可以用它来进行冷冻治疗(冷冻后切除病变组织)。还可以用它来保存生殖细胞及其他生物样品;科学家在进行实验时,将它用作冷却剂与储能介质;冷链运输时,也是少不了它;除此之外,液氮还有很多脑洞大开的神奇用处。
冰葬是瑞典生物学家Wiigh-Mäsak研究出的一种新型埋葬方式,是指遗体零下200度冷冻后被震成骨灰,它的秘密武器就是液氮。冰葬的第一步是冰冻遗体,在死后一周半内,身体被冷冻至-18℃。第二步是低温冷冻,尸体将在-196℃液氮环境中冷冻,使整具遗体结晶。第三步是振动,身体在几分钟内就会分解成颗粒。第四步是冷冻干燥,将颗粒在干燥室中冷冻干燥,留下约30%的原始重量。
第五步是金属分离,通过磁力筛分除去金属(例如,假牙等)。最后一步是将这些有机粉末放在由玉米淀粉制成的可生物降解的棺材中,再将棺材埋在土壤的顶层。好氧细菌会在6-12个月内将有机粉末分解成腐殖质。
液氮冰淇淋是将冰淇淋原料,黄油、奶油、冰淇淋粉等混合均匀后加入液氮中。液氮可以让它们快速冷冻为小冰晶,使冰淇淋具有丝滑的口感。液氮冰淇淋火爆的原因除了丝滑的口感,还因为吸睛的雾气。冰淇淋成型后,低温的液氮会使周围空气中的水分冷凝为小水滴。小水滴分散在空气中形成水雾,入口就形成吞云吐雾的效果啦!
此外,液氮还是实验爱好者们的重要工具。
把活鱼扔进液氮,把岩浆倒进液氮,把可乐放进液氮,把开水倒进了液氮……众多的液氮实验充斥着视频网站。2014年,旨在关注渐冻人症的“冰桶挑战”活动风靡全球。在液氮化工厂工作的俄国小伙Anton Konovalov也进行了一次“冰桶挑战”,不过他用的不是冰水而是液氮。挑战中,-196℃的液氮并没有给Konovalov造成冻伤。他十分顺利的完成了挑战。
这是因为低温的液氮接触高温的皮肤会立刻蒸发,而蒸发产生的氮气在皮肤表面形成了蒸汽层,阻碍了皮肤与液氮的接触,这个现象又被称为莱顿弗罗斯特效应。
2012年,一名18岁的英国女孩Gaby Scanlan在酒吧庆生,喝下了一杯液氮鸡尾酒。这杯酒使她的胃部严重冻伤,多处穿孔,切除了部分胃部才保住了性命。摄入液氮会导致严重的内部损伤是因为闭合的会厌(喉头上前部的树叶状的结构)阻止氮气的逃逸,它们被迫进入你的体内。由于食道不断的蠕动作用,即便有莱顿弗罗斯特效应的保护,液氮还是会与食道发生亲密接触。