유리화

Vitrification
녹은 유리를 사용한 유리화 실험.

유리화(Latin vitreum, 프랑스어 vitrifier를 통해 "유리"라고 함)는 물질을 유리,[1] 즉 비결정 비정질 고체로 변환하는 것입니다.유리는 구조적으로 액체와 다르며 유리는 결정과 동일한 하우스도르프 차원(dim = 3)[2]으로H 높은 수준의 결합성을 가지고 있습니다.세라믹의 생산에서 유리화는 [3]물에 대한 불침투성의 원인이 된다.

유리화는 보통 물질이 액화될 때까지 가열된 후 액체를 빠르게 냉각시켜 유리 천이를 통과하여 유리 상태의 고체를 형성합니다.특정 화학반응은 또한 안경이 된다.

화학적 측면에서 유리화는 비정질 물질이나 무질서한 계통의 특징이며, 소립자(atom, 분자, 형성 블록) 간의 결합이 일정 [4]역치 이상일 때 발생한다.열변동에 의해 본드가 끊어지기 때문에 온도가 낮을수록 접속도가 높아집니다.그 때문에, 비정질 재료는 유리 전이g 온도(T)라고 불리는 특징적인 역치 온도를 가진다.T이하의 비정질g 재료는 유리 모양이며, T이하의g 재료는 용융된다.

가장 일반적인 응용 분야는 도자기, 유리, 그리고 몇몇 종류의 음식을 만드는 것이지만, 냉동 보존 시 부동액과 같은 액체의 유리화 등 다른 많은 것들이 있다.

다른 의미에서 유리 매트릭스 내부에 재료를 삽입하는 것을 유리화라고도 합니다.폐기 시 보다 안전하고 안정적인 물질을 얻기 위한 방사성 폐기물의 유리화(vitrization)는 중요한 응용 분야이다.

기원전 79년 베수비오 화산이 폭발하는 동안, 한 희생자의 뇌는 [5][6][7][8]화산재의 극심한 열로 유리화 되었다.

세라믹스

유리화는 점토 또는 소성 과정의 결과로 발생하는 신체의 점진적인 부분 융해입니다.유리화가 진행됨에 따라 유리 결합의 비율이 증가하고 소성물의 외관 다공성이 점차 [3][9]낮아진다.유리체는 열린 다공성을 가지며 불투명하거나 반투명할 수 있다.이러한 맥락에서 "공극률 0"은 1% 미만의 수분 흡수율로 정의될 수 있다.그러나 다양한 표준 절차에 따라 수분 [10][11][12]흡수 조건이 정의된다.예를 들어 ASTM은 "유도라는 용어는 바닥 및 벽 타일과 저전압 전기 절연체를 제외하고 일반적으로 0.5% 미만의 흡수율을 나타낸다"고 기술한다. 단, 바닥 및 벽 타일은 최대 3%의 수분 [13]흡수율로 간주된다.

도자기는 유리를 입히거나 유리화함으로써 물에 스며들지 않게 할 수 있다.도자기, 본차이나, 위생기는 유리화 도자기의 일종으로 유약이 없어도 투과성이 없다.석기는 유리화되거나 반비화 될 수 있다; 후자의 유형은 [14][3][15]유약 없이는 투과되지 않을 것이다.

적용들

수크로스가 천천히 식으면 수정 설탕이 되지만, 빠르게 식히면 시럽 같은 솜사탕이 될 수 있습니다.

유리화는 물과 같은 액체에서도 발생할 수 있으며, 일반적으로 매우 빠른 냉각이나 얼음 결정의 형성을 억제하는 약제의 도입을 통해 발생합니다.이것은 얼음 결정이 형성되는 일반적인 동파와는 대조적이다.유리화는 [16][17]시료를 손상 없이 전자현미경으로 촬영할 수 있도록 빠르게 식히기 위해 극저온전자현미경 검사에 사용된다.2017년에는 단백질이나 바이러스 [18]입자와 같은 물체를 촬영하는 데 사용할 수 있는 이 기술을 개발한 공로로 노벨 화학상을 수상했다.

창문이나 음료용 용기에 사용되는 일반적인 소다 석회 유리는 이산화규소에 탄산나트륨과 석회(산화칼슘)를 첨가하여 만들어집니다.이러한 첨가제가 없으면 이산화규소는 매우 높은 온도로 용융된 후 (느린 냉각으로) 유리잔을 얻어야 합니다.

유리화는 거멜팅이라는 방법으로 핵폐기물이나 기타 유해폐기물의[19] 처리 및 장기 보관에 사용된다.폐기물은 용광로에서 유리 형성 화학 물질과 혼합되어 용융 유리를 형성하고, 용융 유리는 용기 안에서 응고되어 폐기물을 고정시킵니다.최종 폐기물 형태는 흑요석과 유사하며 내부에 폐기물을 효과적으로 가두는 침출되지 않고 내구성이 뛰어난 재료입니다.이러한 폐기물은 공기 또는 지하수 오염에 대한 우려 없이 이 형태로 비교적 오랫동안 저장될 수 있다고 널리 가정된다.벌크 유리화는 전극을 사용하여 흙과 폐기물이 묻혀 있는 곳을 녹입니다.그러면 경화된 폐기물이 제거되어 광범위한 오염의 위험이 줄어듭니다.Pacific Northwest National Labs에 따르면, "검출은 위험한 물질을 수천 [20]년 동안 지속될 안정된 유리 형태로 고정시킨다."

저온 보존 시 유리화

저온 보존에서의 유리화는 예를 들어 인간의 난자(난모세포)와 배아(배아 저온 보존)를 보존하기 위해 사용된다.

현재 유리화 기술은 알코르의 뇌(신경비화)와 크라이오닉스 연구소의 상체에만 적용되고 있지만 양 기관은 유리화 기술을 전신에 적용하는 연구가 진행 중이다.

극지 지역에 사는 많은 목질 식물들은 추위를 견디기 위해 자연적으로 세포에 유리화를 일으킨다.일부는 액체 질소와 액체 [21]헬륨에 담가도 살아남을 수 있다.

극지 생물학에서 쓰이거나 극지 생물에 의해 자연적으로 생성되는 첨가물을 냉동 보호제라고 한다.

「 」를 참조해 주세요.

문학.

  • Steven Ashle (June 2002). "Divide and Vitrify" (PDF). Scientific American. 286 (6): 17–19. Bibcode:2002SciAm.286f..17A. doi:10.1038/scientificamerican0602-17. Retrieved May 10, 2015.
  • Stefan Lovgren, "Arizona Company의 미래 재생을 위해 냉동된 콜프스", 2005년 3월, 내셔널 지오그래픽

참조

  1. ^ Varshneya, A. K. (2006). Fundamentals of Inorganic Glasses. Sheffield: Society of Glass Technology.
  2. ^ Encyclopedia of glass science, technology, history, and culture. Pascal Richet, American Ceramic Society. Hoboken, New Jersey. 2021. ISBN 978-1-118-79949-9. OCLC 1228229824.{{cite book}}: CS1 유지보수: 기타 (링크)
  3. ^ a b c Dodd, Arthur; Murfin, David (1994). Dictionary of Ceramics (3rd ed.). London: The Institute of Minerals. ISBN 0901716561.
  4. ^ Ojovan, M. I.; Lee, W. E. (2010). "Connectivity and glass transition in disordered oxide systems". Journal of Non-Crystalline Solids. 356 (44–49): 2534–2540. Bibcode:2010JNCS..356.2534O. doi:10.1016/j.jnoncrysol.2010.05.012.
  5. ^ Petrone, Pierpaolo; Pucci, Piero; Niola, Massimo; Baxter, Peter J.; Fontanarosa, Carolina; Giordano, Guido; et al. (2020). "Heat-Induced Brain Vitrification from the Vesuvius Eruption in C.E. 79". The New England Journal of Medicine. 382 (4): 383–384. doi:10.1056/NEJMc1909867. PMID 31971686.
  6. ^ Petrone, Pierpaolo; Pucci, Piero; Niola, Massimo; Baxter, Peter J.; Fontanarosa, Carolina; Giordano, Guido; et al. (23 January 2020). "Supplementary Appendix to: Petrone P, Pucci P, Niola M, et al. Heat-induced brain vitrification from the Vesuvius eruption in c.e. 79" (PDF). The New England Journal of Medicine. 382 (4): 383–384. doi:10.1056/NEJMc1909867. PMID 31971686. Retrieved 13 September 2020.
  7. ^ Pinkowski, Jennifer (23 January 2020). "Brains Turned to Glass? Suffocated in Boathouses? Vesuvius Victims Get New Look". The New York Times. Retrieved 13 September 2020.
  8. ^ "Mount Vesuvius eruption: Extreme heat 'turned man's brain to glass'". BBC. BBC News Services. 23 January 2020. Retrieved 24 January 2020.
  9. ^ '화이트웨어 조성물의 유리화에 대한 부속 광물의 역할' N.M.고님; E.H.살람, D.M. 에브라힘세람, 내달 16호, 1990년 1호
  10. ^ 화이트웨어: 생산, 테스트 및 품질 관리.윌리엄 라이언 & 찰스 래드포드입니다재료연구소, 1997
  11. ^ '점토의 좁은 유리화 범위를 확장하는 방법' E.V. 유리 및 세라믹스 36, (8) 450, 1979.
  12. ^ '유리 및 자기 본체의 최적 유리화 제어' E.시뇨리니.세람 정보 26제301호 1991년
  13. ^ ASTM C242-01. '세라믹 화이트웨어 및 관련 제품의 표준 용어'
  14. ^ '보디빌더' J.아시아 도자기 회사 아흐메드예요2014년 6월[full citation needed]
  15. ^ '도자기 기술의 입문' 도자기 연구소 폴 라도.1988.
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  17. ^ Dubochet, J. (March 2012). "Cryo-EM-the first thirty years". Journal of Microscopy. 245 (3): 221–224. doi:10.1111/j.1365-2818.2011.03569.x. PMID 22457877. S2CID 30869924.
  18. ^ "Nobel Prize in Chemistry Awarded for Cryo-Electron Microscopy". The New York Times. October 4, 2017. Retrieved 4 October 2017.
  19. ^ Ojovan, Michael I.; Lee, William E. (2011). "Glassy wasteforms for nuclear waste immobilization". Metallurgical and Materials Transactions A. 42 (4): 837–851. Bibcode:2011MMTA...42..837O. doi:10.1007/s11661-010-0525-7.
  20. ^ "Waste Form Release Calculations for the 2005 Integrated Disposal Facility Performance Assessment" (PDF). PNNL-15198. Pacific Northwest National Laboratory. July 2005. Retrieved 2006-11-08.
  21. ^ Strimbeck, GR; Schaberg, PG; Fossdal, CG; Schröder, WP; Kjellsen, TD (2015). "Extreme low temperature tolerance in woody plants". Frontiers in Plant Science. 6: 884. doi:10.3389/fpls.2015.00884. PMC 4609829. PMID 26539202.