新时代的冷冻高手

王晨希 熊言林

当炎炎夏日中你品尝冒着凉气的冰淇淋时，当吃不完的美味需要长时间保存时，当热的物体需要快速降温时，你一定会毫不犹豫地想到冰箱的身影。但在新奇事物比比皆是的今天，这些已经远远不是简单的冰箱或冰柜所能满足的了。所以基于探索新发现的人们把目光投向了另一种在冷冻方面有过之而无不及的新事物——液氮。自此，液氮的一系列新用途面世，并为人们带来了巨大的方便与新鲜。

液氮。顾名思义。为氮气在低温下的液体形态，如图1。氮气在正常的大气压下于196℃时就会形成液氮，如果在加压的条件下，可在较高的温度下得到液氮。液氮是无色、无臭、易流动的液体，且温度极低，在-83℃时密度为0，804kg/m³，熔点为-210℃，沸点为-195.8℃，在超过-19℃时才会蒸发。液氮无腐蚀性，不可燃，且不支持燃烧，是不活泼的惰性气体。氮气是空气的主要组成成分（体积含量为78.03%，质量含量为75.5%）。正如初学化学的同学所不解的那样，我们所必需的氧气竟然不是空气中最主要的成分，而看似对我们没有任何用处的氮气却占据了主要含量。正因为有着这样的疑问，善于发现思考的有心人从氮气的另一个独特的性质人手，从而开拓了巨大的科学前景。

既然氮气有着如此丰富的储备。就必将会造福于人类。人们从液氮的一个显著特征——制冷性入手，发挥它的功能。液氮由于其化学惰性，故可以直接和生物体接触，其汽化会大量地吸收空气中的热量，从而起到冷冻作用但却不会破坏生物活性。根据这一性质，与液氮相关的产业也就应运而生。

1.在制冷方面的应用

液氮主要用作冷源，可以用于食物的迅速冷冻及其运输和保存，还可以制造冰品。值得一提的是，液氮通常被添加到饮料中用以制冷或制造烟雾。但有的国家已经禁止，原因是有一位女性在毫无保护措施的情形下，喝下一杯经液氮制冷的鸡尾酒，从而导致胃部被严重冻伤而多处穿孔。液氮在常压时的温度相当低，一旦与物体表面接触将迅速地沸腾，如图2所示，同时会带走相当多的热量，如果人体接触会引起严重的冻伤。由此可知，使用时应该采取适当的保护措施。

2.在医学中的应用

液氮可以用于活体组织、生物样品以及精子和卵子的储存。随着美容业的迅猛发展。冷冻疗法在美容治疗方面的应用也更加独特、有效。例如，生长在面部、眼、嘴唇、耳鼻等处的血管瘤、疣、色素等，如采用手术治疗。疤痕往往是不可避免的后遗性缺陷，而冷冻治疗却不会出现这些情况，而且效果也比较理想，冷冻能达到无疤痕治愈的效果。在外科手术中可以用迅速冷冻的方法帮助止血和去除皮肤表面的浅层需割除部位。总之，液氮已被普遍应用于医学的外科低温、血液冷藏、药物冷冻与低温粉碎等领域。

3.在化学、物理及生物学方面的应用

液氮在物理领域多用于低温微粉碎技术及电子工业等：化学领域多用于化学检测，如BET比表面积测试法，还可用于石油、化工和氮分子激光器的生产中，且可作分析仪器的载气；生物学领域主要使用液氮冷冻贮藏珍贵植物、植物细胞和遗传种质等。进而确保其运输安全。

4.使用液氮的安全措施

使用液态氮时须格外注意，避免其与皮肤直接接触，盛装时应穿戴护具。工程运输控制方面要密闭操作，并保证提供良好的自然通风条件，呼吸系统一般不需要特殊防护。但当作业场所空气中氧气的浓度低于18%时，必须佩戴空气呼吸器或长管面具：眼睛的防护需要佩戴安全防护面罩；身体防护需穿防寒服，戴防冻手套。但切忌使用棉质手套，因为棉质手套会借由毛细现象吸着大量的液态氮而提高冻伤的可能性（甚至比不穿戴还要危险）。如果发生严重的冻伤现象，请及时就医并避免身体的乱动及接触。

责任编辑 侯秀姣 彭德利