鯽魚冷凍半個小時可以復(fù)活,深低溫保存箱的溫度可以達(dá)到-150℃,超低溫保存箱的理論冷點可以達(dá)到-230℃……
在我市的制冷領(lǐng)軍企業(yè)澳柯瑪,全球制冷界的低溫記錄正在不斷刷新。
一個有趣的實驗:復(fù)活的“速凍魚”
1985年,美國科幻電影《速凍人》講述了某企業(yè)的管理人員瑪奧因不知名病痛突然死亡,身體以超低溫凍結(jié),10年后因醫(yī)院的冰凍房出現(xiàn)問題而復(fù)活的故事。記者在澳柯瑪采訪時了解到,隨著超低溫技術(shù)的進(jìn)步,當(dāng)年的科學(xué)幻想照進(jìn)現(xiàn)實的腳步越來越近。
在位于膠州灣西岸、毗鄰青島前灣港的澳柯瑪工業(yè)園,技術(shù)人員做了一個有趣的實驗。他們將一條活著的鯽魚放進(jìn)一款冷柜,采取速凍的方式,半小時內(nèi)將鯽魚體溫驟降至-50℃左右。隨后,他們?nèi)〕鲞@條冰棍一樣的凍魚放進(jìn)溫水中,很快,奇跡發(fā)生了:鯽魚的身體逐漸變軟,魚眼由毫無生機(jī)的白色恢復(fù)為黑色,腮幫開始動起來,嘴里冒出氣泡,一分多鐘后,鯽魚搖動尾巴游起來,冰凍的鯽魚竟然活過來了。
“常規(guī)的冷凍會讓魚的細(xì)胞液在結(jié)冰過程中生成尖銳冰晶,繼而破裂細(xì)胞,細(xì)胞死亡后,魚自然也就活不成了。而速凍技術(shù)可以讓魚細(xì)胞內(nèi)外的水直接凍結(jié)而不形成尖銳結(jié)晶,從而不會刺破細(xì)胞膜,所以魚解凍后仍能復(fù)活。”青島澳柯瑪超低溫冷凍設(shè)備有限公司總經(jīng)理單波解釋了這一不可思議的現(xiàn)象。
澳柯瑪?shù)膶嶒炞屛覀儗Φ蜏厮賰黾夹g(shù)的未來充滿了想象。眼下可以確定的是,澳柯瑪?shù)蜏厮賰黾夹g(shù)給“吃貨”們帶來了口福——運用低溫速凍技術(shù)冷凍魚類等對新鮮度要求極高的食品時,能夠不破壞其細(xì)胞,不造成營養(yǎng)成分流失,解凍后,細(xì)胞不失活性,口感、營養(yǎng)俱佳。隨著這一技術(shù)的成熟和門檻的降低,越來越多新鮮的洋海鮮將端上國內(nèi)消費者的餐桌。
引人遐想:中國首座-80℃超低溫生物樣本庫
絕對零度是熱力學(xué)的最低溫度,在熱力學(xué)的經(jīng)典表述中,絕對零度下所有熱運動停止。在制冷領(lǐng)域,人們一直在致力于創(chuàng)造可以為人類帶來更多福祉的更低溫度。
今年8月,100臺由澳柯瑪研制的-86℃超低溫專業(yè)冷凍冰箱從青島發(fā)車,歷時6天、橫跨4000公里運抵拉薩。這些冰箱將用于存儲包蟲病防治等檢測樣本,以便后續(xù)進(jìn)行檢測篩查,力圖解決包蟲病這一危害西藏農(nóng)牧民健康的重大公共衛(wèi)生問題,為西藏農(nóng)牧民身體健康護(hù)航。
“這就是向西藏捐贈的同型號超低溫冰箱。”工作人員指著展廳一臺略顯笨重的冰箱說,“這款產(chǎn)品通過了CE認(rèn)證和IEC檢測,獲得國家發(fā)明專利和實用新型專利13項,可廣泛適用于醫(yī)院、血站、疾病預(yù)防控制中心、科研院所以及各類醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)實驗室。”
超低溫技術(shù)對基因工程形成了基礎(chǔ)支撐。據(jù)介紹,由澳柯瑪與華大基因合作為中國基因庫建設(shè)的中國首座-80℃自動化超低溫生物樣本庫主體工程完工,目前正在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試,預(yù)計年底投入使用。該項目填補(bǔ)了我國自動化機(jī)器人系統(tǒng)在超低溫領(lǐng)域應(yīng)用的空白,打破了國外在該項技術(shù)上的壟斷。
目前,澳柯瑪已經(jīng)陸續(xù)成功研發(fā)出-86℃、-150℃深低溫保存箱。隨著溫度的越來越低,實現(xiàn)的難度呈指數(shù)級上升。以澳柯瑪研制的-150℃深低溫保存箱為例,這一產(chǎn)品運用單機(jī)自復(fù)疊節(jié)流穩(wěn)壓技術(shù),采用了四級分凝五級自復(fù)疊、雙層門+VIP真空保溫等新技術(shù),由制冷系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、安全控制系統(tǒng)組成,整個保存箱整合眾多科技,系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜,系統(tǒng)設(shè)備的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了可使用的體積。
沿著傳統(tǒng)的制冷思路很難再實現(xiàn)大的突破,要實現(xiàn)飛躍,必須另辟蹊徑,實現(xiàn)核心科技的革命性改變。澳柯瑪正走在這條新路上。“這是一臺采用斯特林制冷技術(shù)的超低溫保存箱,可以獲得極低的冷量,理論冷點可以達(dá)到-230℃,離熱力學(xué)的最低溫度越來越近。更為重要的是,溫度控制的穩(wěn)定與精確性大幅提高,故障幾率和能耗大幅降低,從根本上解決了傳統(tǒng)壓縮機(jī)制冷的許多不足之處,極具商用價值。”單波指著展廳一臺不起眼的壓縮機(jī)說,“這是深低溫技術(shù)的新路,我們正在加速其商業(yè)化運用。”
創(chuàng)記錄:43℃高溫下,將疫苗溫度控制在-60℃至-80℃之間6.5天
比爾·蓋茨為什么對青島制造的一款產(chǎn)品頻頻點贊,并稱贊其為“生命之桶”?在澳柯瑪工業(yè)園可以一探究竟??萍几斜锏陌目卢斦箯d里,記者見到這款被動式疫苗保存箱,啞鈴狀的外觀“萌態(tài)”十足。
技術(shù)人員打開桶頂部的圓柱形“塞子”,將一組冰排放入桶內(nèi)部,隨后放入疫苗樣品,塞上塞子。“這只桶無需用電僅僅憑借這一組冰排,就可以在非洲40多℃的高溫下,連續(xù)35天讓其內(nèi)部溫度始終保持在0℃至10℃之間,確保疫苗安全儲存。”技術(shù)人員說。
如此難以置信的不可能是如何實現(xiàn)的呢?技術(shù)人員告訴記者,要實現(xiàn)長時間的低溫狀態(tài),關(guān)鍵是要防止冰排溫度的流失。當(dāng)然,要實現(xiàn)這一目的并不容易。經(jīng)過一年的技術(shù)攻關(guān),研發(fā)團(tuán)隊先后突破了熱輻射、熱傳導(dǎo)等技術(shù)瓶頸,取得了多項技術(shù)專利,超過了設(shè)計預(yù)期。后經(jīng)改良,升級為“深冷疫苗儲存箱”,創(chuàng)下了在43℃的高溫環(huán)境下,安全地將埃博拉疫苗儲存溫度控制在-60℃至-80℃之間6.5天的記錄,一舉解決了在西非缺乏電力供應(yīng)地區(qū)埃博拉疫苗長時間保存難題,在抗擊埃博拉的行動中發(fā)揮了重要作用。
青島智造,造福世界。“生命之桶”讓非洲的醫(yī)療衛(wèi)生條件得到顯著改善。埃塞俄比亞沃巴萊格縣墨拉伯衛(wèi)生站使用這一疫苗保存箱后,其轄區(qū)內(nèi)百白破三聯(lián)苗和麻疹疫苗的接種覆蓋率分別大幅提高到97%和90%。“現(xiàn)在,更多孩子可以及時接受到疫苗注射,他們將避免疾病的困擾,這讓我感到快樂。”衛(wèi)生站推廣員巴依達(dá)·阿萊說。
目前,已經(jīng)有超過1000只桶在非洲大地呵護(hù)著600萬社區(qū)人口的健康,保護(hù)著受死亡威脅的生命。在不久的未來,服役的數(shù)量將達(dá)到2萬只,服務(wù)人口將達(dá)到1.2億。
(文字視頻來源:青島日報/青島觀/青報網(wǎng))