یخ خشکیخ خشک چیست؟
یخ خشک، ماده‌ای مرموز و جادویی که با وجود نامش، نه ربطی به یخ دارد و نه خیس‌تان می‌کند. این جامد سرد و دودزا، شکل دیگری از دی‌اکسید کربن یا همان گاز کربنیک است که در فشار و دمای پایین به بلورهای سفید و براق تبدیل می‌شود. اما یخ خشک فراتر از یک پدیده علمی جذاب، کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف دارد و نقش‌های شگفت‌انگیزی در زندگی روزمره بازی می‌کند.
در نگاه اول، یخ خشک عجیب به نظر می‌رسد. برخلاف یخ معمولی، با ذوب شدنش هیچ آبی جاری نمی‌شود، بلکه دود غلیظ و سفیدی به هوا بلند می‌شود. این پدیده به تصعید معروف است؛ یعنی گذر مستقیم یخ خشک از حالت جامد به گاز، بدون عبور از مرحله مایع. دمای بسیار پایین یخ خشک، حدود ۷۸- درجه سانتی‌گراد، باعث این اتفاق می‌شود و همین ویژگی، کلید کاربردهای خارق‌العاده‌اش است.
تاریخچه کشف یخ خشک
آدرین ژان پیر پیلوریه؛ شمیدان فرانسوی در سال ۱۸۳۶ در کشور خودش برای اولین بار یخ خشک را کشف کرد. وی در همان زمان به نتایج و کاربردهای مفید یخ خشک دست پیدا کرد و بعد از ۶۰ سال مطالعات وی آزمایش و مشاهده شدند.
درباره یخ خشکنحوه تولید یخ خشک
در حالی که ممکن است به نظر برسد یخ خشک را فقط متخصصان می توانند تولید کنند، در واقع چند راه برای تهیه یخ خشک در خانه وجود دارد، هرچند با درجه سختی و ایمنی متفاوتی.
روش ۱:
استفاده از کپسول آتش نشانی این احتمالاً رایج ترین راه برای تهیه یخ خشک در خانه است، اما خطرناک ترین نیز است. لطفاً توجه داشته باشید که اکیداً انجام این روش توصیه نمی شود مگر اینکه کاملاً به توانایی های کار با وسایل و نکات ایمنی دقت داشته باشید همچنین درک کاملی از خطرات موجود داشته باشید. در اینجا مواردی که شما نیاز دارید آورده شده است:
- یک کپسول آتش نشانی دی اکسید کربن (مطمئن شوید که برچسب CO2 دارد، نه شیمیایی)
- یک کیسه پارچه ای سنگین (مانند روبالشی)
- دستکش های ضخیم
برای تولید یخ خشک در این روش ابتدا دستکش را بپوشید تا از سرمای شدید محافظت شود. نازل کپسول آتش نشانی را داخل کیسه پارچه ای قرار دهید. دریچه کپسول آتش نشانی را فقط برای چند ثانیه باز کنید. CO2 با خروج از خاموش کننده به سرعت منبسط شده و به برف تبدیل می شود. دریچه را ببندید و کیسه را تکان دهید تا یخ خشک جمع شود. هنگام استفاده از یخ خشک بسیار مراقب باشید، زیرا در صورت تماس با پوست شما می تواند باعث سرمازدگی شود.
روش ۲:
استفاده از مخزن CO2 و رگولاتور این روش نسبت به استفاده از کپسول آتش نشانی ایمن تر است، اما به تجهیزات بیشتری نیاز دارد. برای تشکیل یخ خشک به موارد زیر احتیاج دارید:
- یک مخزن CO2
- یک تنظیم کننده
- یک قالب یا ظرف
برای انجام این روش ابتدا رگولاتور را به مخزن CO2 وصل کنید. قالب یا ظرف را روی یک سطح ثابت قرار دهید. شیر رگلاتور را به آرامی باز کنید تا CO2 وارد قالب شود. CO2 با انبساط به سرعت به برف تبدیل می شود. پس از پر شدن قالب، شیر رگلاتور را ببندید. بگذارید یخ خشک چند دقیقه بماند تا سفت شود سپس با احتیاط آن را از قالب خارج کنید.
روش ۳:
استفاده از محفظه سابلیمیشن؛ این روش ایمن ترین و کارآمدترین راه برای تهیه یخ خشک است، اما همچنین گران ترین راه است. محفظه تصعید یک دستگاه ویژه است که برای تبدیل CO2 مایع به یخ خشک طراحی شده است. برای این کار ابتدا باید محفظه تصعید را با CO2 مایع پر کنید. محفظه را ببندید و سیستم خنک کننده را روشن کنید.
سیستم خنک کننده باعث تبخیر CO2 مایع و سپس تصعید به یخ خشک می شود. پس از تشکیل یخ خشک، می توان آن را از محفظه جمع آوری کرد.
مهم نیست که کدام روش را انتخاب می کنید، مهم این است که همیشه با احتیاط از یخ خشک استفاده کنید. برای جلوگیری از آسیب دیدگی از دستکش و محافظ چشم استفاده کنید و هرگز یخ خشک را نخورید. همچنین مهم است که یخ خشک را در مکانی با تهویه مناسب نگهداری کنید، زیرا می تواند گاز دی اکسید کربن را در حین تصعید آزاد کند.
نحوه نگهداری از یخ خشک
یخ خشک را باید در یک ظرف خوب عایق بندی شده در بیرون، مانند یک خنک کننده، با درب آن کمی بسته نگهداری کرد. هرچه عایق ضخیم تر باشد بهتر است، زیرا با سرعت کمتری به گاز تبدیل می شود. هرگز آن را در ظرف در بسته نگهداری نکنید زیرا گاز CO2 تصعید شده غرق می شود و می تواند خطرناک باشد. اگر هوا بسته باشد، می تواند یک بمب یخ خشک ایجاد کند که باعث انفجار ظرف شود.
ممکن است فکر کنید فریزر مکانی عالی برای خنک نگه داشتن یخ خشک است اما در واقع خیلی گرم می باشد و به دلیل دمای پایین یخ خشک می تواند باعث خاموش شدن یخچال شما شود.
نگهداری از یخ خشککاربردهای یخ خشک
حمل و نقل سرد موادغذایی
یکی از مهمترین کاربردهای یخ خشک، حفظ تازگی مواد غذایی در حمل و نقل است. برخلاف یخ معمولی که آب پس می‌دهد و می‌تواند باعث خراب شدن مواد شود، یخ خشک با تصعید خود، دمای محیط را پایین نگه می‌دارد، بدون آنکه رطوبتی ایجاد کند. از حمل و نقل واکسن‌های حیاتی تا ارسال ماهی‌های تازه و بستنی‌های خوشمزه، یخ خشک عامل تازگی مواد در سفرهای طولانی است.
پاکسازی صنعتی:
قدرت سرما و تصعید یخ خشک، کاربردهایش را به فراتر از حفظ مواد غذایی می‌کشاند. در صنایع مختلف، از تمیزکاری قطعات حساس دستگاه‌ها تا جرم‌زدایی سطوح غیرقابل نفوذ، یخ خشک نقش جرم‌زدایی قدرتمندی را ایفا می‌کند. با پرتاب یخ خشک بر روی سطوح آلوده، کربن دی‌اکسید منجمد، باعث یخ زدگی و شکنندگی جرم و آلودگی می شود و سپس با تصعید، به‌آسانی از بین می‌رود. این روش پاکسازی، بدون استفاده از مواد شیمیایی مضر، به محیط زیست نیز آسیب نمی رساند.
جلوه‌های ویژه در سینما:
دنیای سینما و تئاتر، بدون جادوی یخ خشک، صحنه‌های مهیج و خیره‌کننده‌اش را از دست می‌داد. از خلق مه غلیظ و وهم‌آلود تا انفجارهای مصنوعی و هیجان‌انگیز، یخ خشک با تصعید دراماتیک خود، توهمات بصری خلاقانه‌ای می‌سازد. صحنه‌های تعقیب‌وگریز پوشیده در مه، غارهای مرموز پر از بخار، و حتی نفس‌های اژدهای آتشین، همگی می‌توانند با هنرنمایی یخ خشک باشند.
پزشکی و جراحی:
در دنیای پزشکی نیز، یخ خشک با سرما و قدرت انجماد خود، نقش تسکین‌دهنده‌ی درد را ایفا می‌کند. از درمان زگیل‌های پوستی تا تسکین دردهای عصبی، یخ خشک به‌عنوان یک روش درمانی غیرتهاجمی و کم‌درد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین، انجماد بافت‌های سرطانی با یخ خشک، یکی از رویکردهای نوین در درمان‌های سرطانی است.
باروری ابرها:
یکی از کاربردهای غیرمنتظره‌ی یخ خشک، باروری ابرها است. در مناطق خشک و کم‌باران، با پاشیدن یخ خشک بر روی ابرها، می‌توان دمای آنها را پایین آورد و به تشکیل بلورهای یخ و در نتیجه، بارش باران کمک کرد. این روش، هرچند هنوز در مراحل توسعه است، اما نویدبخش آینده‌ای سرسبزتر در مناطق کم‌آب می باشد.
هنر و سرگرمی:
یخ خشک فراتر از کاربردهای صنعتی و علمی، دنیای هنر و سرگرمی را نیز با جادوی خود لمس کرده است. از خلق مجسمه‌های یخی که در طول جشنواره ها با تصعید دراماتیکشان به تماشاگر هنرنمایی می‌کنند تا استفاده در کوکتل‌های خاص و مهیج.
یخ خشک ناجی محیط زیست:
قدرت سرما و تصعید یخ خشک، آن را به سلاحی مؤثر در مبارزه با آتش تبدیل کرده است. در کپسول‌های آتش‌نشانی با دی‌اکسید کربن، یخ خشک با جایگزینی اکسیژن محتوای محیط، آتش را خفه می‌کند. این روش، به‌ویژه برای خاموش کردن آتش‌های ناشی از مایعات قابل اشتعال مانند بنزین و الکل، بسیار کارآمد است و آسیب کمتری نسبت به آب به وسایل و تجهیزات وارد می‌کند.
حفاظت آثار باستانی:
دنیای تاریخ و باستان‌شناسی نیز از خواص منحصربه‌فرد یخ خشک بی‌نصیب نمانده است. در فرایند مرمت و پاکسازی آثار باستانی حساس، یخ خشک با قدرت پاکسازی عمیق و بدون آسیب، آلودگی‌های سطحی و لایه‌های رنگ اضافی را برمی‌دارد، بدون آنکه به خود اثر آسیبی وارد شود. این روش، به مرمت‌گران اجازه می‌دهد تا به لایه‌های اصلی و اولیه‌ی آثار هنری و تاریخی نفوذ کنند و آنها را به شکوه گذشته‌شان بازگردانند.
تولید برق:
یکی از جنبه‌های کمتر شناخته‌شده‌ی یخ خشک، کاربرد آن در تولید برق است. در نیروگاه‌های بادی و توربین‌های بخار، استفاده از یخ خشک برای خنک‌سازی اجزای حساس، می‌تواند راندمان تولید برق را افزایش دهد. همچنین، در نیروگاه‌های زمین‌گرمائی، یخ خشک با گرفتن گرما از سیالات زمین‌گرمایی، به تولید برق پاک و تجدیدپذیر کمک می‌کند.
دور کردن پشه ها:
در طی فرآیند تنفس و پس دادن کربن دی اکسید، پشه ها می توانند انسان یا سایر حیوانات را بیابند، درنتیجه یکی از راه های دور کردن پشه ها استفاده از یخ خشک است که با پراکنش کربن دی اکسید از خود سبب کشاندن این موجودات موذی به سمت خود می شود.
کاربردهای یخ خشکنکات مربوط به یخ خشک
- استنشاق بیش از حد کربن دی اکسید تولید شده توسط یخ خشک می تواند سبب سختی تنفس و تغییر رنگ ناخن و لب ها به آبی شود.
- در محیطی که یخ های خشک نگهداری می شوند باید از تهویه مناسب استفاده شود تا اضافه کربن دی اکسید به بیرون از محیط هدایت شود.
- یخ خشک را نباید در مخزن آببندی شده قرار دهید زیرا فشار تصعید سبب انفجار مخزن خواهد شد. سطح قرارگیری یخ خشک روی آن باید مناسب دمای پائین باشد زیرا ممکن است در اثر سرمای شدید سطح مربوطه ترک بخورد.
- قرار دادن یخ خشک در آب می تواند سبب تصعید شدید شود و حباب هایی زیبا در مایع دیده می شوند.
- گاز کربن دی اکسید تولید شده در فرآیند تصعید یخ خشک از هوای معمولی بسیار سنگین تر است به همین دلیل پایین می آید و هوای معمولی به بالا صعود می کند، در صورتی که مقدار کربن دی اکسید استنشاقی زیاد باشد حتی می تواند منجر به خفگی انسان شود.
- یخ خشک منجر به یخ زدگی می شود درنتیجه زمان حمل آن باید از دستکش های محافظ استفاده کنید.
- تماس با یخ خشک می تواند سلول های انسان را منجمد کند و صدماتی از قبیل سوختی به همراه دارد.
نوآوری در آینده با یخ خشک
دنیای تحقیق و توسعه همچنان در حال کشف کاربردهای جدید و شگفت‌انگیز برای یخ خشک است. از استفاده در صنعت فضایی برای خنک‌سازی ماهواره‌ها تا کاربرد در حفاری‌های نفت و گاز برای انجماد خاک و جلوگیری از انفجارها، یخ خشک پتانسیل بالایی برای متحول کردن صنایع مختلف دارد. پژوهشگران حتی در حال بررسی استفاده از یخ خشک به‌عنوان سوخت تمیز و جایگزین با آلایندگی کم هستند.
یخ خشک در صنایع مختلفسخن پایانی درباره یخ خشک
یخ خشک، بسیار فراتر از یک تکه یخ دودزا، ماده‌ای شگفت‌انگیز با کاربردهای گسترده و متنوع است. از حفظ تازگی مواد غذایی تا خلق جلوه‌های ویژه سینمایی، از جرم‌زدایی صنعتی تا تسکین دردهای پزشکی، یخ خشک در عرصه‌های مختلف زندگی بشر نقش‌آفرینی می‌کند. با پیشرفت‌های علمی و فناوری، بی‌شک در آینده شاهد کشف کاربردهای جدید و نوآورانه‌ی این جادوی سرد و مهیج باشیم.
گردآوری: بخش علمی سرپوش
- 17
- 1
