تبريد فائق

كوب من الماء بعد تعرضه لتبريد الفائق. ظاهرة تحول الماء البارد الفائق من الحالة السائلة إلى ثلج مجروش من الظواهر الشائعة والتي تحدث عند إخراج الماء البارد من الثلاجة وتعرضه لدرجة حرارة الغرفة.

التبريد الفائق Supercooling، هي عملية تخفيض درجة حرارة سائل أوغاز تحت درجة التجمد دون حتى يصبح صلباً.

التفسير

التبريد الفائق البنيوي

التبريد الفائق البنيوي- مخطط الطور، الهجريز ودرجة الحرارة.

{\displaystyle \left.{\frac {\partial T_{L {\partial x \right|_{x=0 >{\frac {\partial T {\partial x

أو

{\displaystyle m\left.{\frac {\partial C_{L {\partial x \right|_{x=0 >{\frac {\partial T {\partial x

The slope of the liquidus phase boundary on the phase diagram is ${\displaystyle m=\partial T_{L /\partial C_{L$

The concentration gradient is related to points, ${\displaystyle C^{LS$ and ${\displaystyle C^{SL$ , on the phase diagram:

{\displaystyle \left.{\frac {\partial C_{L {\partial x \right|_{x=0 =-{\frac {C^{LS -C^{SL {D/v

{\displaystyle {\frac {\partial T {\partial x <{\frac {mC_{0 (1-k)v {kD

في الحيوانات

في النباتات

التطبيقات

من أشهر التطبيقات التجارية للتبريد الفائق المبردات. يمكن للثلاجات تبريد المشروبات إلى درجة التبريد الفائق ولذلك عند فتحها، تشكل الثلج المجروش. وهناك مثال آخر وهوالمنتج الذي يمكن حتى يبرد المشروبات في الثلاجات التقليدية. طرحت شركة كوكاكولا لفترة وجيزة آلات بيع تحتوي على مشروب سپرايت في المملكة المتحدة، وكولا في سنغافورة، تقوم بتخزين الزجاجات في حالة التبريد الفائق ولذلك عند فتحها يتحول المشروب إلى سلاش (ثلج مجروش).

تم تطبيق التبريد الفائق بنجاح في حفظ الأعضاء بمستشفى مساتشوستس العام/كلية طب هارڤرد. الكبد الذي تم غرسه لاحقاً في الحيوانات المستقبلة كان محفوظاً بالتبريد الفائق لأكثر من 96 ساعة (4 أيام)، أضعاف الزمن الذي يمكن تحقيقه بوسائل حفظ الكبد التقليدية. تم تبريد الكبد إلى درجات فائقة، -6°س في محلول خاص يحمي الكبد من التجمد والتضرر من درجة الحرارة الباردة.

وهناك تطبيق آخر محتمل وهوتوصيل الدواء. في 2015 أثبت الباحثون القدرة على بلورة الأغشية في وقت محدد. يمكن توصيل العقاقير المغلفة بالسائل إلى الموق، ومع تغير بيئي طفيف، يتحول السائل بسرعة إلى شكل بلوري يطلق الدواء.

في 2016 اقترح فريق في جامعة ولاية آيوا طريقة "للحام بدون تسخين" باستخدام قطرات مغلفة من المعدن السائل فائق التبريد لإصلاح الأجهزة الإلكترونية الحساسة للحرارة.

اقترح إفتخاري وزملائه نظرية تجريبية توضح حتى التبريد الفائق للبلورات السائلة الأيونية يمكنها بناء قنوات مرتبة للانتشار ليتم استخدامها تطبيقات تخزين الطاقة. في هذه الحالة، يمكن مقارنة الكهرل ذوالبنية الشبكية بالكهرل الصلب لكن معامل الانتشار قد يحدث كبيراً في الكهارل السائلة.

انظر أيضاً

مادة لابلورية
تقنية الجليد القابل للضخ
Subcooling
ذرة شديدة البرودة
سائل لزج
مطر متجمد

المصادر

^ Rathz, Tom. "Undercooling". NASA. Archived from the original on 2010-01-12. Retrieved 2010-01-12.
^ Chill Chamber Archived March 1, 2009, at the Wayback Machine.
^ Slush-It! Archived 2010-01-23 at the Wayback Machine.
^ Charlie Sorrel (2007-09-21). "Coca Cola Plans High Tech, Super Cool Sprite". Wired. Condé Nast. Retrieved 2013-12-05.
^ Berendsen, TA; Bruinsma, BG; Puts, CF; Saeidi, N; Usta, OB; Uygun, BE; Izamis, Maria-Louisa; Toner, Mehmet; Yarmush, Martin L; Uygun, Korkut (2014). "Supercooling enables long-term transplantation survival following أربعة days of liver preservation". Nature Medicine. 20 (7): 790–3. doi:10.1038/nm.3588. PMC 4141719.
^ Hunka, George (2015-05-06). "A "super cool" way to deliver drugs". R&D.
^ Mitch Jacoby (2016-03-14). "Soldering without heat". Chemical and Engineering News. Retrieved 2016-03-14.
^ Simge Çınar, Ian D. Tevis, Jiahao Chen & Martin Thuo (2016-02-23). "Mechanical Fracturing of Core-Shell Undercooled Metal Particles for Heat-Free Soldering". Nature. Retrieved 2016-03-14.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Eftekhari, A; Liu, Y; Chen, P (2016). "Different roles of ionic liquids in lithium batteries". Journal of Power Sources. 334: 221–239. Bibcode:2016JPS...334..221E. doi:10.1016/j.jpowsour.2016.10.025.

قرءات إضافية

Debenedetti, P. G.; Stanley, H. E. (2003). "Supercooled and Glassy Water" (PDF). Physics Today. 56 (6): 40–46. Bibcode:2003PhT....56f..40D. doi:10.1063/1.1595053.
Giovambattista, N.; Angell, C. A.; Sciortino, F.; Stanley, H. E. (July 2004). "Glass-Transition Temperature of Water: A Simulation Study" (PDF). Physical Review Letters. 93 (4): 047801. arXiv:cond-mat/0403133. Bibcode:2004PhRvL..93d7801G. doi:10.1103/PhysRevLett.93.047801. PMID 15323794.
Rogerson, M. A.; Cardoso, S. S. S. (April 2004). "Solidification in heat packs: III. Metallic trigger". AIChE Journal. 49 (2): 522–529. doi:10.1002/aic.690490222.