冷冻复活?中科院美女科学家带你领略美丽“冻人”的低温应用

作者: 沈俊

来源: 格致论道讲坛

发布日期: 2016-10-27 17:00:43

本文介绍了中科院副研究员沈俊在低温制冷领域的研究和工作,探讨了低温定制在冰箱、空调、军事、航天等领域的应用,以及低温技术在复活生命体、制冷技术革新等方面的可能性。文章还提到了磁制冷技术的发展及其在环保和高效制冷方面的潜力,以及低温定制在科学实验和国际贸易中的应用。

一场秋雨一场寒,最近这个秋风秋雨已经把小编冻得不需要麻麻提醒就自己乖乖的套上了秋裤。在这个打死也不想出被窝的寒冷初秋,有一位美女科学家却真真玩了一把美丽“冻人”。不仅冻人,还可以为你定制温度,并且能够应用到冰箱、空调、军事、航天等各个领域。这就是沈俊从事的工作——低温制冷。

举一个小例子,很多科幻电影里都会有这样一个场景:一个非常漂亮的棺,一个美女躺进去,飞行几百年,再出来还是一个美女。

这就是低温定制给人类带来的复活和永生想象。而事实上,真的有人去实践了一下!前一阵子在网上传得很火的一个视频,把金鱼放到液氮里面马上又复活了。然而,低温专家沈俊却告诉我们,这个视频是假的!实际上,它把金鱼放在液氮里面只有几秒的时间,这几秒只是把金鱼的表层给冻了,金鱼的内脏都是没有冻的。如果里面全部冻了的话它是绝对复活不了的。因为我们身体里面大概70%都是水,水冻成冰,它会产生结晶体。

结晶态会刺破你的细胞你的肌体组织,导致整个器官或者功能的丧失、破坏。也就是说:到目前为止,生命体的复活,对人类来说仍是一个难题。

既然整个物体的冷冻复活还不太现实,那例如细胞、器官这些层面的是否可行呢?想了解医疗机构、美容院的冷冻技术是否科学吗?想了解除了《三体》中的脱水技术,还有哪些冷冻人体的方法吗?想了解还有哪些更多的低温定制的应用吗?点开视频获取更多知识吧!

实际上,冻人只是低温定制的冰山一角,制冷能做的事情还有很多很多方方面面的事情。首先,什么是低温定制呢?我们看到,一个温度计,从室温到零下最低273.15,也就是绝对零度,在整个这样的温区内,定制你想要的温度。有小伙伴激动的表示!要定制一个随身自动调温空调!这样就不用冬天在被窝里瑟瑟发抖、夏天只想葛优瘫在空调房了!我们已经很难想象没有空调的日子该如何度过。

但大家也都心知肚明,氟里昂会破坏臭氧,还会产生温室效应,以及ODP的排放问题等等。蒙特利尔协议也规定,不到十年,到2025年,世界上所有的氟里昂都不能使用了,到时候我们怎么办?因此我们要寻找各种各样的替代物质来进行新的制冷。我们现在的制冷方式,是采用蒸汽压缩式制冷。有这样一个液体在里面循环,从液体变成气体,然后再回来,这样的循环能达到我们的目的。我们现在研究一种新型技术,磁制冷技术,用固体来制冷。

我们可以看到左边的这个图,用固体放在一个磁场里面,加上和去掉磁场的时候,会产生温度的变化,把这种温度的变化循环起来,就是制冷了,同时达到绿色环保的目的。

小编瞬间替天下苍生松了一口气:空调星人们有救了!不过空调星人们稍安勿躁,现在在市场上还无法买到这样的磁制冷机呢,因为仍存在着比如材料的问题、回热器换热效率低、系统的制冷能力等等问题。

但现在已经有了一些原型机,美国通用GE公司就是用磁制冷机把啤酒冷下来。在伦敦奥运会时也有这样一个应用,把啤酒放进去一会儿就凉了。以及这是海尔公司的磁制冷酒柜。其次,低温定制还能够与其他学科合作,开展“交叉定制”。每天产十升到一千升的液氮机,将这种小型的液氮机提供给用户,为化学、天文等学科的实验服务。除此之外,利用液氮的低温定制,还能做一笔世界贸易的大生意!

液氮温度已经到了零下196摄氏度了,也就是说我们说的液氮77K。天然气是一种绿色清洁能源,我们现在提倡不用石油、化石能源,而用天然气这种清洁能源。十年前新疆图喀有很多冲天的火炬,那是在烧天然气,因为要采底下的油、采煤。每年我们国家要烧掉大概两百个亿左右!如果把天然气液化,那么建工厂的造价可能非常高。后来有一种方法是铺管线,造价也是非常的高,一般都是国际间的大气田传输才铺这种管线。

这个时候,液氮就派上用场啦!做一个小型的液化天然气设备,类似于一个集装箱的大小,这个大小非常紧凑。在一个地方采气,把它液化成液体,能压缩六百倍,之后直接卖给天然气的加气站。天然气液化的装置,现在做的非常好,现在内蒙、山西、陕西已经投产了十几套,市场占有率大概能超过40%,也能为二氧化碳减排做一些贡献。

另外,大家熟悉的磁悬浮列车特斯拉空客A380这些大型装置内都离不开低温应用。

例如,飞机翅膀上有无数的铆钉,用激光的焊接来替代这些铆钉就能使机身减重,整个成本下降。但是遇到一个问题,一千瓦的焊不了这个蒙皮,必须要三千瓦或五千瓦的。三千瓦五千瓦在非常小的激光芯片上发出来,大概有一平方毫米。一平方毫米什么概念?大概是指甲盖大的1/100。在这样小的一个面积上要有超高的热流密度,才能产生那么强的激光,才能做激光的焊接、溶覆。

再例如特斯拉工厂里面,焊汽车热流密度达到太阳表面的热流密度10^7每平方米,是非常非常难的。而如何在一个非常小的面积非常快速把温度散掉呢?利用新型激光器的热沉结构和它的制冷系统,为半导体所的新一代半导体激光器服务,用于将来的先进制造2025,做出中国自己的特斯拉工厂!

看过这么多温度定制的成功案例,你是不是也为低温的神奇效用所折服啦!

据沈俊老师透露道,有一个非常知名的作家,已经声明要把他的头送到美国出名的Alcor公司冷冻啦,现在任何人想冻自己都可以送到这个公司去冻,只要你能付大概全身二十万美元,冻个头的话大概几万美元就可以实现。小伙伴们,你们想冷冻什么呐?或者你希望定制一个怎样的温度,应用到什么方面呢?欢迎大家在下面留言!小编可以帮你问问厉害的低温定制专家——沈俊老师哦!

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