Ik wil alles weten

Verglazing

Pin
Send
Share
Send


Verglazing is een proces van het omzetten van een materiaal in een glasachtige amorfe vaste stof die vrij is van elke kristallijne structuur, hetzij door snelle verwijdering of toevoeging van warmte, hetzij door mengen met een additief. Het stollen van een glasachtige vaste stof vindt plaats bij de glasovergangstemperatuur (die lager is dan de smelttemperatuur, Tm, vanwege onderkoeling).

Wanneer het uitgangsmateriaal vast is, omvat verglazing gewoonlijk het verhitten van de stoffen tot zeer hoge temperaturen. Veel keramiek wordt op zo'n manier geproduceerd. Vitrificatie kan ook van nature voorkomen wanneer bliksem op zand slaat, waar de extreme en onmiddellijke hitte holle, vertakkende wortelachtige structuren van glas kan creëren, fulguriet genoemd. Wanneer toegepast op whiteware-keramiek, betekent glasachtig dat het materiaal een extreem lage permeabiliteit voor vloeistoffen heeft, vaak maar niet altijd water, wanneer bepaald door een gespecificeerd testregime. De microstructuur van witgoedkeramiek bevat vaak zowel amorfe als kristallijne fasen.

Voorbeelden

Wanneer sucrose langzaam wordt afgekoeld, is het resultaat kristalsuiker (of rock candy), maar, wanneer snel afgekoeld, kan het resultaat de vorm hebben van stroopachtige suikerspin (candyfloss). Vitrificatie kan ook optreden bij het starten met een vloeistof zoals water, meestal door zeer snelle koeling of de introductie van middelen die de vorming van ijskristallen onderdrukken. Additieven die in de cryobiologie worden gebruikt of op natuurlijke wijze worden geproduceerd door organismen die in poolgebieden leven, worden cryoprotectanten genoemd. Poolkikkers en sommige andere ectothermen produceren van nature glycerol of glucose in hun lever om ijsvorming te verminderen. Wanneer glucose wordt gebruikt als een cryoprotectant door poolkikkers, komen enorme hoeveelheden glucose vrij bij lage temperatuur1en een speciale vorm van insuline zorgt ervoor dat deze extra glucose de cellen kan binnendringen. Wanneer de kikker tijdens de lente opnieuw opwarmt, moet de extra glucose snel uit de cellen worden verwijderd en via renale excretie en opslag in de blaas worden gerecycled. Arctische insecten gebruiken ook suikers als cryoprotectanten. Arctische vissen gebruiken antivriesproteïnen, soms met suikers, als cryoprotectanten.

Toepassingen

Gewoon sodakalkglas, gebruikt in ramen en tafelgerei, wordt gecreëerd door de toevoeging van natriumcarbonaat en kalk (calciumoxide) aan siliciumdioxide. Zonder deze additieven zal siliciumdioxide (met langzaam afkoelen) zand of kwartskristal vormen, geen glas.

Vitrificatie is een bewezen techniek bij de verwijdering en langdurige opslag van kernafval of ander gevaarlijk afval.2 Afval wordt gemengd met glasvormende chemicaliën om gesmolten glas te vormen dat vervolgens stolt, waardoor het afval wordt geïmmobiliseerd. De uiteindelijke afvalvorm lijkt op obsidiaan en is een niet-uitloogend, duurzaam materiaal dat het afval effectief vangt. Het afval kan in deze vorm relatief lang worden opgeslagen zonder zorgen voor lucht- of grondwaterverontreiniging. Bulk verglazing maakt gebruik van elektroden om aarde en afval te smelten waar ze begraven liggen. Het verharde afval kan dan worden afgebroken met minder gevaar voor wijdverbreide besmetting. Volgens de Pacific Northwest National Labs "vergrendelt verglazing gevaarlijke materialen in een stabiele glazen vorm die duizenden jaren meegaat."3

Ethyleenglycol wordt gebruikt als antivriesmiddel voor auto's en propyleenglycol is gebruikt om ijskristallen in ijs te verminderen, waardoor het gladder wordt.

Al jaren wordt glycerol in de cryobiologie gebruikt als een cryoprotectant voor bloedcellen en stierensperma, waardoor opslag bij vloeibare stikstoftemperaturen mogelijk is. Glycerol kan echter niet worden gebruikt om hele organen tegen schade te beschermen. In plaats daarvan onderzoeken veel biotechnologiebedrijven momenteel de ontwikkeling van andere cryobeschermingsmiddelen die meer geschikt zijn voor dergelijke toepassingen. Een succesvolle ontdekking kan uiteindelijk de bulk cryogene opslag (of "bank") van transplanteerbare menselijke en xenobiotische organen mogelijk maken. Er is al een substantiële stap in die richting gezet. Op de jaarlijkse conferentie van de Society for Cryobiology in juli 2005,4 Twenty-First Century Medicine kondigde de vitrificatie van een konijnennier tot -135 ° C aan met hun gepatenteerde vitrificatiecocktail. Bij het opnieuw opwarmen werd de nier met succes getransplanteerd in een konijn, met volledige functionaliteit en levensvatbaarheid.

In de context van cryonics, met name bij het behoud van het menselijk brein, wordt vitrificatie van weefsel nodig geacht om vernietiging van het weefsel of in de hersenen gecodeerde informatie te voorkomen. Op dit moment zijn vitrificatietechnieken alleen toegepast op hersenen (neurovitrificatie) door Alcor en op het bovenlichaam door het Cryonics Institute, maar beide organisaties zijn bezig met onderzoek naar vitrificatie op het hele lichaam.

Zie ook

  • Amorfe vaste stof
  • Cryogenics
  • Glas
  • Radioactief verval

Notes

  1. ↑ Jack R. Layne, Jr. en Richard E. Lee, Jr. (1995), Aanpassingen van kikkers om bevriezing te overleven. Klimaatonderzoek 5: 53-59. Ontvangen op 25 december 2008.
  2. ↑ M.I. Ojovan en W.E. Lee, Een inleiding tot immobilisatie van nucleair afval (Elsevier, Amsterdam, 2005), 315.
  3. ↑ Berekeningen van de vrijgave van afvalformulieren voor de prestatiebeoordeling 2005 van de geïntegreerde verwijderingsfaciliteit (PDF). PNNL-15198. Pacific Northwest National Laboratory (juli 2005). Ontvangen op 25 december 2008.
  4. ↑ Plenaire zitting: basisprincipes van biopreservatie. CRYO 2005 Wetenschappelijk programma. Society for Cryobiology (24 juli 2005). Ontvangen op 25 december 2008.

Referenties

  • Ashle, Steven. Juni 2002. Verdeel en Vitrify. Wetenschappelijke Amerikaan.
  • Lovgren, Stefan. Maart 2005. Corpses Frozen for Future Rebirth door Arizona Company. National Geographic.
  • Vitrificatie: warmte op afval zetten.

Externe links

Alle links opgehaald op 23 januari 2016.

Bekijk de video: Eerste schop in de grond verglazing netwerk Waalre 19-08-2012 (Juni- 2021).

Pin
Send
Share
Send