نیتروژن مایع

نیتروژن مایع

در حالت مایع دارای دمای بسیار پایینی است . آنرا از تقطیر جز به جز هوای مایع بدست می آورند. نیتروژن مایع، مایعی بی رنگ با چگالی 0.8 گرم بر میلی لیتر با نقطه جوش منفی 196 درجه سانتی گراد می باشد.

نیتروژن مایع کاربردهای فراوانی دارد که برخی عبارتند از:

در آزمایشگاههای سنتز پلیمرها

آنالیز حرارتی مواد پلیمری جهت خنک سازی نمونه ها و حرارت دهی در دماهی زیر 100- درجه

جهت شکستن نمونه ها در زیر دمای انتقال شیشه ای جهت آزمونSEM

در آزمون DMTA جهت سرما دهی به نمونه ها اندازه گیری مدول و استحکام نمونه ها زیر دمای انتقال شیشه ای و دماهای بالاتر  و در آزمون DSC  خنک سازی جهت بررسی فرایند کریستالیزاسیون مواد پلیمری

در داروسازی و سیستمهای نوین دارورسانی جهت بررسی داربستها و استحکام آنها در دمای زیر صفر درجه و بررسی میزان خلوص دارو

جهت بررسی میزان انقباض و جمع شدگی مواد پلیمری و غیر پلیمری  
در سرما درمانی برای برداشتن زخم های بد خیم پوست نظیر زگیل
ذخیره سازی سلولها در دمای پایین برای کارهای تحقیقاتی
در برودت شناسی
در Cryophorus برای نشان دادن انجماد سریع در اثر تبخیر
به عنوان منبع نیتروژن پشتیبان در سیستم اطفای حریق در تکنولوژی هوای کم اکسیژن Hypoxic air
به عنوان منبع نیتروژن بسیار خشک
برای غوطه ورسازی، انجماد و انتقال مواد غذایی
برای نگهداری سرمایشی خون، سلولهای تولید مثل نظیر اسپرم و تخمک و سایر نمونه های بیولوژیکی برای مطالعات آینده
به عنوان روشی برای منحمد کردن لوله های آب و نفت به منظور کار کردن در شرایطی که شیری برای مسدود کردن جریان سیال در ناحیه کاری نباشد که بنام ice plug معروف است.
در فرایند promession به عنوان راهی برای دفع اجزای بدن مرده ها و یا برای نگهداری سرمایشی به امید احیا در آینده
به عنوان خنک کننده در:
دوربین های CCD در ستاره شناسی
برای ابررساناهای دمای بالا
برای تله های پمپ های خلا و فرایندهای تبخیر کنترل شده در شیمی
برای افزایش حساسیت مادون قرمز سر جستجوگر خانگی موشک مانند Strela 3
برای انقباض موقت اجزای مکانیکی در خلال نصب ماشین آلات و بهبود جفت شدن اتصالات
برای کامپیوتر و overclocking
برای شبیه سازی فضای زمینه در محفظه های خلا در طول فرایند تست فضاپیماها
به عنوان محیطی برای ذخیره سازی انرژی

جهت کنتل دمای راکتورها با افزایش دمای ناگهانی

کاربرد نیتروژن مایع در آشپزی:

به کاربرد نیتروژن مایع در آشپزی در کتاب دستور آشپزی با عنوان Fancy Ices نوشته Mrs. Agnes Marshall در سال 1890 اشاره شده است. اخیرا در رستورانها برای تهیه دسرهای یخ زده نظیر بستنی از نیتروژن مایع استفاده می شود که در همان لحظه روی میز بعلت سرعت بالای سرد کردن مواد غذایی مورد توجه است. سرعت بالای سرد کردن منجر به تشکیل کریستالهای بسیار کوچک یخ می شود، که از آن برای تهیه دسر با بافت نرم و صافتر استفاده می شود. از این تکنیک سرآشپز Heston Blumenthal در رستوان خودش بنام The Fat Duck برای تهیه ظروف یخ زده نظیر بسنتی تخم مرغ و بیکن استفاده می کند. نیتروژن مایع همچنین برای تهیه کوکتل هم محبوبیت دارد، زیرا می تواند بسرعت لیوان آن را خنک کرده و محتوای آن را منجمد کند. همچنین با افزودن آن به نوشیدنی ها می توان اثر دودی به آنها داد. وقتی قطرات کوچک نیتروژن مایع در تماس با هوای مجاور قرار می گیرند، بخار آب موجود در آن را متراکم کرده و شکل ابر سفید ایجاد می شود.

این مایع به ظاهر بی خطر و خنثی، عاری از خطر نبوده و کار کردن با آن نیاز به توجه زیاد و رعایت نکات ایمنی زیر دارد. بدلیل انبساط زیاد گاز هنگام تبخیر شدن، مقدار فراوانی نیرو آزاد می شود که می تواند منجر به حادثه انفجار شود. در حادثه ای در سال 2006، در دانشگاه A&M تگزاس، وسیله رهاسازی فشار تانک حمل نیتروژن مایع معیوب شده و مسدود گشته بود، در نتیجه افزایش فشار، تانکر ترکیده و نیرو انفجار سقف و دیوار آزمایشگاه ها را تخریب کرده بود. از طرفی به خاطر دمای بسیار پایین نیتروژن مایع، برخورد آن با بافت های بدن می تواند سبب سوختگی در اثر سرمایش می شود. علاوه براین، هنگامی که نیتروژن تبخیر می شود، میزان محتوای اکسیژن را در هوا اطراف آن کم می کند و به عنوان عامل خفه کننده به خصوص در فضای بسته عمل می کند. نیترژون خودش گاز بی رنگ و بدون مزه ای است و ممکن است سبب خفگی بدون هیچ گونه احساس و هشداری شود. گاز سفیدی که هنگام ریختن نیتروژن مایع در کف زمین دیده می شود خود نتیروژن مایع نیست بلکه بخار متراکم شده هوا در اثر برودت نیتروژن در اثر تبخیر است. در سال 1999 مرگ یک دستیار آرمایشگاه در اسکاتلند به دلیل خفگی با نیتروژن مایع پخش شده در اتاق انباری آن بوده است. علاوه بر این در سال 2012، زن جوانی در انگلستان، معده خود را بدلیل بلعیدن نوشابه کوکتل ساخته شده از نیتروژن مایع از دست داد. اغلب در مکانهای که از نیتروژن مایع استفاده می شود از سنسور اکسیژن برای آگاه کردن کارکنان از پخش نیتروژن در محیط استفاده می شود. ظروف نگهداری نیتروژن مایع می تواند اکسیژن را از هوای اطراف در خود متراکم کند. در نتیجه مایع چنین ظرفی از اکسیژن غنی شده و سبب اکسایش شدید ماده آلی بافت بدن در اثر تماس می شود

نویسنده : مهندس غلامحسین اصغری