Was ist der Nutzen der Kryogenik in der Virologie?
what is use of cryogenics in virology ?
Certain vaccines must be only stored at cryogenic temperature (ultra low temperatures of order -90 to -60 degree celcius / -130 F to -76 F)
Bestimmte Impfstoffe dürfen nur bei kryogener Temperatur gelagert werden (ultratiefe Temperaturen von -90 bis -60 Grad Celsius).
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Die Kernspinresonanz (NMR) ist eine der gebräuchlichsten Methoden, um die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Atomen zu bestimmen, indem die absorbierte Radiofrequenz und die anschließende Relaxation der Kerne in einem Magnetfeld nachgewiesen wird. Sie ist eine der am häufigsten verwendeten Charakterisierungstechniken und findet in zahlreichen Bereichen Anwendung. In erster Linie werden die starken Magnetfelder durch unterkühlte Elektromagneten erzeugt, es gibt aber auch Spektrometer, die keine Kryogene benötigen. In herkömmlichen supraleitenden Elektromagneten wird flüssiges Helium zur Kühlung der inneren Spulen verwendet, da es bei Umgebungsdruck einen Siedepunkt von etwa 4 K hat. Für die Spulenverdrahtung können billige metallische Supraleiter verwendet werden. Sogenannte Hochtemperatur-Supraleiter können mit Hilfe von flüssigem Stickstoff, der bei etwa 77 K siedet, supraleitend gemacht werden.
Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine komplexe Anwendung der NMR, bei der die Geometrie der Resonanzen entschlüsselt und zur Abbildung von Objekten verwendet wird, indem die Relaxation von Protonen, die durch einen Hochfrequenzimpuls in einem starken Magnetfeld gestört wurden, nachgewiesen wird. Dies wird vor allem im Gesundheitsbereich eingesetzt.
In großen Städten ist es schwierig, den Strom über Freileitungen zu übertragen, deshalb werden Erdkabel verwendet. Aber unterirdische Kabel erwärmen sich und der Widerstand des Kabels steigt, was zu Energieverschwendung führt. Supraleiter könnten verwendet werden, um den Stromdurchsatz zu erhöhen. Allerdings würden sie kryogene Flüssigkeiten wie Stickstoff oder Helium benötigen, um spezielle legierungshaltige Kabel zu kühlen, die die Stromübertragung erhöhen. Es wurden bereits mehrere Machbarkeitsstudien durchgeführt und das Gebiet ist Gegenstand einer Vereinbarung innerhalb der Internationalen Energieagentur.

Lieferwagen für kryogene Gase vor einem Supermarkt, Ypsilanti, Michigan
Kryogene Gase werden für den Transport und die Lagerung von großen Mengen gefrorener Lebensmittel verwendet. Wenn sehr große Mengen an Lebensmitteln in Regionen wie Kriegsgebiete oder Erdbebengebiete transportiert werden müssen, müssen sie lange gelagert werden, deshalb wird das kryogene Einfrieren von Lebensmitteln eingesetzt. Kryogenes Einfrieren von Lebensmitteln ist auch für große lebensmittelverarbeitende Betriebe hilfreich.
Bei vielen Infrarotkameras (Forward Looking Infrared) müssen die Detektoren kryogen gekühlt werden.
Bestimmte seltene Blutgruppen werden in Blutbanken bei niedrigen Temperaturen, z. B. bei -165 °C, gelagert.
Die Kryotechnik mit flüssigem Stickstoff und CO2 wurde in Nachtclub-Effektanlagen eingebaut, um einen Kühleffekt und weißen Nebel zu erzeugen, der mit farbigen Lichtern beleuchtet werden kann.
Die kryogene Kühlung wird verwendet, um die Werkzeugspitze bei der Bearbeitung im Fertigungsprozess zu kühlen. Sie erhöht die Lebensdauer der Werkzeuge. Sauerstoff wird für verschiedene wichtige Funktionen in der Stahlherstellung verwendet.
Viele Raketen verwenden kryogene Gase als Treibstoff. Dazu gehören flüssiger Sauerstoff, flüssiger Wasserstoff und flüssiges Methan.
Durch das Einfrieren von Auto- oder LKW-Reifen in flüssigem Stickstoff wird das Gummi spröde und kann in kleine Partikel zerkleinert werden. Diese Partikel können für andere Gegenstände wiederverwendet werden.
Für die experimentelle Erforschung bestimmter physikalischer Phänomene wie Spintronik und Magnettransport sind kryogene Temperaturen erforderlich, damit die Effekte beobachtet werden können.
Bestimmte Impfstoffe müssen bei kryogenen Temperaturen gelagert werden. Der Impfstoff COVID-19 von Pfizer-BioNTech zum Beispiel muss bei Temperaturen von -90 bis -60 °C gelagert werden (-130 bis -76 °F). (Siehe Kühlkette.)
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