news20200103 – 广气气体 GQgas

科普

2020 年 1 月 3 日

人体冷冻的「保鲜剂」竟然是……

最近《奇葩说 第六季》的辩题,引起了大家热烈的讨论:「临死前,你会选择冷冻自己送到 100 年之后吗?」如果是你,你会怎么选?别以为这仅仅是一个脑洞题,这可是真真实实存在的呢。
1967年,美国物理学家詹姆士·贝德福德肺癌去世后,首次使用人体冷冻技术储存了遗体,成为世界上第一例接受人体冷冻的人。
* 詹姆士·贝德福德
2015年,科幻小说《三体》的编审之一、重庆女作家杜虹因胰腺癌离世。她花费 12 万美金(约 75 万元人民币)接受了美国大脑冷冻,成为中国第一位接受人体冷冻的人。
* 杜虹
2017年,49 岁的展文莲因肺癌去世。她死后接受一项人体冷冻手术,将她的遗体存放在容积 2000 升、零下 196℃ 的液氮罐内——这被认为是中国本土首例人体全身冷冻术。
* 储存在液氮罐的展文莲
截至到 2015 年 7 月 31 日,全球最大的冷冻人体研究机构——Alcor已经冷冻了 139 名客户,同时他们还有 1041 名成员正在等待死后被冷冻。但至今,尚未有一位冷冻者获得重生。

人体冷冻技术

什么叫做「人体冷冻技术」?所谓的人体冷冻技术,是一种试验中的医学技术,把人体或动物在极低温的液态氮(一般在摄氏零下 196 度以下 )环境下深低温保存,并且希望可以在未来通过先进的医疗科技使他们解冻后复活及治疗。
冷冻技术,必须要在宣布死亡后进行,参与者可以选择保存整个身体,或只是头部。整个冷冻保存的目的,就是减慢生理的死亡及腐化程序。
当人的心跳停止后,并不是所有身体部分及器官都会立刻死亡。细胞、器官,甚至组织依然会「生存」一段短暂的时间,而冷冻技术就是利用这段时间去保存尸体。
宣告死亡后,第一件事就是要将尸体浸入一个冰浴,急速降低尸体的温度。在浸浴的同时,更会为尸体注入两种药物:一种是为了预防尸体在过程中苏醒,而另一种则是抗凝血剂。
之后,抗生素和肾上腺素等都会注射到血管内,这能防止体内血管塌下来。然后,要把人体内的血液抽干,并被注进人造液体,即血液代用品。同时,技术人员会以氮气为尸体继续降温,直到冷却到液态氮的温度——摄氏零下 196 度。
最后,身着防护服的工作人员将尸体小心翼翼地放入一个装有液态氮的专门金属容器内。这种容器或者叫「冷冻胶囊」(Getty Images),每个高约 3 米,直径为 1.5 米,在这里,那个人得一直呆到「解冻」时刻。
* 人体冷冻模型

保鲜法宝—— 液氮

在人体冷冻技术中,必不可少的保鲜法宝当属——液氮(在低温下形成液体形态的氮气)。
氮气具有的化学惰性,可以直接和生物组织接触,在立即冷冻的同时也不会破坏生物活性。
但你知道吗,液氮除了能实现人体冷冻,在其他行业也能起到保鲜的作用。最为大众所熟知的,应当是它在「吃」上面的巧妙运用。

在食品中充氮

比如说,我们会在食品里充氮。作为一种无色无味的惰性气体,这意味着氮气不会对食物的味道、气味或外观产生任何影响,不与食品发生化学反应。
充氮能减少包装内的含氧量,极大程度地抑制细菌、霉菌等微生物的生长繁殖,减缓食品的氧化变质,从而保障食品新鲜。充氮包装食品还能很好地防止食品被挤压致碎或粘结,保持食品的形状、干、脆、香味等特点。
* 充氮食品

液氮冷冻

除了在食品中充氮,其实液氮也可以迅速冷冻食品,或制作冰品。
由于它的冷冻的速度极快,通过最大冰晶生成带的时间在 9 分钟以内,普通冷冻在 190 分钟以上。超速冻能使细胞内和细胞间隙中的水,同时冻结成无数微细均匀的冰晶体,使细胞组织不受破坏。
因而,解冻后的食品能最大限度地恢复到原来的新鲜状态和原有的营养成分。
比如我国进口的马来西亚榴莲,在储藏运输之前,采摘下的榴莲会马上进行液氮速冷(-80℃ 至-110℃ 不少于 1 小时)处理,之后在 -18℃ 或以下条件中储藏和运输。这样的方式使得榴莲保鲜期更长。
* 用了液氮速冷处理的进口榴莲

氮气,功用强大的气体

不仅保鲜作用杠杠的,氮气在其他行业发挥的作用也是非常强大和广泛。
1. 冶金、金属加工行业
用于退火保护气、氮化处理、洗炉及吹扫用气等,以防止产品的氧化。而且氮气广泛应用于金属热处理、粉末冶金、磁性材料、铜加工、金属丝网、镀锌线、半导体、粉末还原等领域。这些行业有的需要纯度大于 99.5% 的氮气,有的则要求纯度大于 99.9995%、露点低于 -65℃ 的高品质氮气。
几乎所有的热处理工艺,包括淬火、退火,碳氮共渗、软氮化及复碳等工艺,都可以采用氮气气氛来完成,所处理的金属零件在质量上可与传统的吸热式气氛处理相媲美。
* 金属热处理
2. 电子行业
用于电子产品的封装、烧结、退火、还原、储存等。主要应用于波峰焊、回流焊、水晶、压电、电子陶瓷、电子铜带、电池、电子合金材料等行业。电子行业对氮气要求一般比较高,通常需要 99.9% 或 99.99%、以及 99.99% 以上的氮气。
目前,我国已将高纯氮作为载气和保护气应用于彩电显像管氮气产生机、大规模集成电路、液晶及半导体硅片等生产过程。
现在全球制造行业必须满足无铅标准,越来越多的制造商使用了带有氮的新型回流焊炉,来响应无铅计划。因为氮基气氛可以防止金属表面在加热过程中氧化。
* 电子合金材料
3. 化工、新材料行业
主要用于化工原料气、管道吹扫、气氛置换、保护气氛、产品輸送等。主要应用于化工、氨纶、橡胶、塑料、轮胎、聚氨脂、生物科技、中间体等行业。
在化肥工业,会作为氮肥原料、置换、密封、洗涤、保护触媒等用气。在塑料工业,用于塑料粒子的气动传输;塑料生产及贮存中的防氧化等。在橡胶工业,用于橡胶硫化、橡胶的包裝、贮存。
在轮胎生产在化纤生产中,常将高纯氮作为保护气体,以防止化纤产品在生产中被氧化而影响色泽。氮气纯度越高,化纤产品的颜色越漂亮。而飞机轮胎更是用氮气进行填充。
* 飞机轮胎
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