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Reddit – askscience – 水を瞬間的に凍らせた場合、段階的な凍結と同じように、やはり膨張するのでしょうか?

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物理学の観点から、血液をほぼ瞬間的に凍らせて、結晶がハバース運河の容量を超えて拡大しない程度に小さくすることは可能だと思いますか?

いいえ。氷の結晶ができると、それぞれの分子が占める空間が拡大するので、全体的な拡大は避けられません。

選択肢の1つとして、「非晶質の氷」を作ることがあります。つまり、水を高速かつ高圧で凍らせることで、水が結晶化せず、液体のようにそのままの位置で固まってしまうのです。 残念ながら、1.00g/mLの非晶質の氷を生成する方法は見つかっていません。また、非晶質の氷を作るには、私たちの生体構造が耐えられないような極めて高い圧力(~GPa)が必要です。

北極圏の魚類に見られるような不凍液を安全に導入する方法を見つけた方が、より効果的ではないでしょうか?

これらの魚類に含まれる「不凍液」は、私たちが車で使用する不凍液とは異なります。 車の不凍液は一般的に、水の凝固点を下げる何らかのアルコール混合物です(ウォッカを冷凍庫に保管することを考えてみてください)。

これらの魚種に含まれる不凍液は、実際には氷のような表面を持つ複雑なタンパク質(AntiFreeze Proteins/AFP)です。 私が見つけた最も良い写真は、こちらのサムネイルです。 AFPは、核となる小さな氷の結晶に結合して、それ以上成長しないようにします。

AFPは氷の結晶を再溶解しないため、反応は可逆的ではなく、定期的にAFPを補充する必要があります。

代わりに、AFPが結合した氷の核をその場で再溶解させる方法が必要です。

代わりに、AFPが結合した氷の核をその場で再溶解する方法が必要です。

AFPについて詳しくはこちら:

  • http://www.nature.com/nature/journal/v308/n5956/abs/308295a0.html

  • http://www.nature.com/nature/journal/v375/n6530/abs/375427a0.html

  • http://www.nature.com/nature/journal/v429/n6988/abs/429153a.html

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