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尚澜气体丨氙气的应用
氙元素是主要用于轻型制造的气体。氙气是稀有气体之一,无味,无色,无味且无化学反应性。虽然其本身无毒,但其化合物却是强毒性的强氧化剂。
氙是由苏格兰化学家威廉·拉姆齐和英国化学家莫里斯·特拉弗斯于1898年7月在伦敦大学学院发现的。这不是他们的第一个发现。他们在这之前已经从液态空气中提取了氩,氖和氪。
他们是在工业家路德维希·蒙德(Ludwig Mond)给他们团队购买了一台新的液体空气机器时发现氙的。他们用新机器从液态空气中提取了更多的氪。然后,他们反复蒸馏了氪并分离出重气体。他们在真空管中检查了较重的气体,发现气体发出了美丽的蓝色光芒。他们将这种新气体归类为惰性气体,并将其称为氙气,它源自希腊语“ xenos”,意思是陌生人。
但是,尼尔·巴特利特(Neil Bartlett)在1962年证明氙实际上不是惰性的,可能引起反应和化合物。他通过制造氟衍生物证明了这一点。据皇家化学学会称,自那时以来,他们已经制造了100多种氙化合物。
天然氙有9种稳定同位素和20种不稳定同位素。可以与氙气形成的某些化合物包括二氟化物,氘代氙气,三氧化氙,过氧化钠,水合氙气,四氟化物和六氟化物。另一个有趣的化合物是使用大量压力产生的金属氙。 氙气是在地球大气中发现的微量气体,其含量约为2000万分之一。这使得它非常罕见。在火星大气中也发现了0.08 ppm。
氙气在平板电视制造中的应用
平板显示器市场,尤其是等离子电视对氖和氙的需求增加起到了很大的作用。等离子显示屏(PDP )用于生产大尺寸的电视显示器,(一般32in 以上),等离子显示屏在两个玻璃屏之间排列有上千个密封的小低压气体室。室内充人氛、氙等混合惰性气体作为工作媒质。
氙气在空间和卫星产业中的应用
用于卫星发射的离子发动机和离子浆推进器使用燃料氙气,由于氙气重量和密度很重,重量约是空气的4.5 倍重,主要用作卫星的轨道位置保持和机动控制。
在离子发动机磁腔的尾部,有一对分别带正电荷和负电荷的金属网,正电荷和氨离子产生的强大电磁推力把缸离子高速(约100 OOOkm/h )喷射出去,并因此产生反冲力推动飞行器向前运动。它的推力比化学燃料发动机要小得多,全速运行时,离子发动机每消耗2500W 电能只能产生l/llOkgf的推力,但是它可以长时间运转几个月甚至几年,结果,飞行器最终获得的速度可达化学燃料发动机所能达到的10 倍。
氙气的非冷凝性质,使离子火箭发动机几乎可以立即起动或关机,简化配电系统和绝缘器设计。
氙作为推进剂有以下优点:无污染,不与航天器表面材料产生化学反应。无毒,不会污染空间环境和地球生物圈。确保地面试验人员的健康和实验室内外环境的净化。氙离子火箭发动机的应用范围已经从早期的静地轨道卫星南北位置保持扩大到姿态控制、轨道机动、非推进应用作等离子体开关和行星际航行。
氙气在医疗行业中的应用
医疗领域为氙气应用提供了新的长期有潜力的增长。氙气用于加强X-射线、CAT 扫描、MRI 的成像。单靠一台MRI 设备不能检查人体肺部的许多精细结构,然而,吸人氙/氧混合气, MRI 扫描就能检测到必要的软组织精细结构,以帮助医生对许多肺部疾病做出更准确的诊断。英国伦敦皇家学院的科学家们发现氙气可帮助保护受损的神经细胞。
氙气被发现具有麻醉作用几乎60 年了,氙气作为麻醉剂不与各种手术材料发生反应, 在体内不产生代谢产物,是现知对心脑血管影响最小的一种麻醉药,而且不象其它麻醉剂对人体产生毒副作用。应用氙气麻醉具有诱导快、苏醒快,具有心脏和神经系统保护作用,同时产生镇痛作用,毒副作用小等优良特性,成为高危病人比如怀孕妇女、心脏病人及老年病人的一种理想的麻醉剂。但目前,氙气的产量远远不能满足这种潜在的高需求。氙气麻醉剂的主要缺点是成本高,可利用氙气回收装置降低成本。
氙气在电子芯片制造业中的最新应用
氙气的最新用途是用在电子芯片制造业,也是目前氙需求增长及对氙投机买卖的最重要原因,几家大型芯片制造商正使用氙气等离子蚀刻,主要用于微电子机械系统( MEMS )的制造。MEMS 设备可将微电子和微机械集成为一个整体,能在一块芯片上制作更复杂及功效更强的电路。这种技术从根本上把电脑芯片(处理数据)和传感器(收集数据)结合到一个元件上,可以批量生产,这种芯片的潜在用途不可限量,氙气蚀刻工艺就由一些半导体制造商用于生产这种超级芯片。
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2021-11-08
最理想的麻醉剂
氙气是一种在惰性气体中原子序数较大的元素(也就是较重的元素),氙原子半径较大。原子序数54,位于第五周期18族。单质由单原子分子组成。氙气是一种稀有气体,本身无色、无臭、无味,密度5.887千克/立方米,熔点-111.9℃,沸点-107.1±3℃,20℃时每升水中可溶解110.9毫升(体积)。
提起氙气,那就不得不说她在医疗上的最佳应用了,具有理化性质稳定、安全有效等特点,在医学上被人为是最合适的吸入麻醉剂
氙气具有以下化学和药理学特点:①高度的化学稳定性;②不会与手术材料发生反应;③不燃不爆;④在血液和组织中的溶解度小;⑤无代谢产物;⑥组织器官毒性小;⑦氙在空腔器官聚集小于氧化亚氮;⑧无色无味
氙气麻醉的历史
1898年 Ramsay和 Travis发现氙气
1946年 Lawrence首次系统研究氙气的麻醉效应
1951年 Cullen和 cross s等首次完成动物试验和人体试验研究
1980年 Lachmann和 Erdmann首次将氙气常规应用于临床麻醉
1995年 Messer Medical、Drager和一个氙麻醉学家组成的小组提出了“氙气麻醉方案”;
1998年 Messer Medical启动了氙作为吸入麻醉剂的研究过程
2001年氙气作为药物进人市场
对心血管系统:
大量基础研究和临床研究表明,氙气对心肌细胞Na+、K+和Ca2+的流动无明显影响,与传统的吸入麻醉药相比,氙气麻醉具有明确的心血管稳定性。
在心血管风险较低的患者中,氙气对心肌收缩力、后负荷、心率和心脏节律几乎无明显影响,且氙气能更好地保护自主神经系统调节。
对呼吸系统:
虽然氙气对呼吸道无刺激性,但由于存在高密度、高黏滞性的特点,因此氙气吸入期间吸气峰值压力增加,可能造成气压伤
对神经系统:
目前氙气对于脑血流、颅内压以及脑代谢的影响各研究结论不一,但大部分研究结果都支持氙气具有脑保护作用,其保护作用可能与降低兴奋性神经毒性、维持稳定脑灌注压、利于围手术期脑功能检测和早期脑功能判断等方面有关。
对肝脏功能:
近年来,氙气麻醉对肝脏功能影响的研究较少,Iber等将肝损伤的猪分为氙气组和对照组,结果发现,氙气组猪肝脏门静脉血流减少,但肝动脉血流无显著变化,而且也并未降低靛青绿血浆清除率。
氙气对肝脏功能影响较小,应用于肝损害的患者麻醉也较为安全。
氙气作为一种吸入麻醉药,具有理化性质稳定、安全有效、诱导复苏迅速、对心血管和神经内分泌系统影响轻微等特点,应用于心血管手术麻醉、罹患心血管疾病患者非心脏手术麻醉、肝肾功能受损患者麻醉、颅脑外科术中唤醒麻醉、器官移植术麻醉、小儿麻醉、脓毒症或休克状态患者麻醉等方面,加之无毒、无害的自然特性,因此氙气被认为是一种理想的吸入麻醉药。
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2021-11-05
德泰克新 LD Cryo 帮助生成超高纯度氦
2021-11-05
第一氦团队评估在阿尔伯塔省的潜在氦土地取得“重大进展”
第一氦团队正在评估勘探公司在阿尔伯塔省南部约 88 万英亩的潜在氦土地,并取得“重大进展”。
First Helium 周四( 10 月 28 日)提供了最新消息,该公司表示,目前正在与该地区的一个大型土地持有者进行地震评估和选择协议。
据信,在第四季度( 2021 年),所有具有重要的二维和三维地震数据覆盖的土地将继续根据选项协议的条款进行进一步评估。
First Helium 管理层预计,在 2022 年上半年,任何已确定的钻井地点都可以进行钻井作业。迄今为止,已优先处理了 125 000 多英亩土地。
第一氦公司总裁兼首席执行官 Ed Be rez nicki 说:“可以随时访问大量的地震数据库,这大大减少了通常与评估这么大一块潜在土地相关的成本和时间,将周期从几年缩短到几个月。”
“经过验证的氦生产接近选定的土地,并获得现有的地震覆盖,第一氦认为这个项目是一个很好的机会,建立第二个核心区,其正在进行的氦勘探和开发计划在一个有吸引力的成本公司。”
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2021-11-03
氦气一号在坦桑尼亚鲁克瓦基地开始第二阶段
氦探索者氦一号已在坦桑尼亚的Rukwa项目开始其第二阶段勘探方案。
第二阶段的二维地震活动将涉及大约200公里的二维地震,目标是作为氦电荷焦点的结构高点的北部延伸。
到目前为止,对台井场的勘探表明,该公司有一些很有前途的结构,包括高质量的封口和储集层单元。氦一还确定了陷阱的几何形状和电荷焦点远离已知的表面浸泡。
该公司的努力还发现了一个潜在的氦气口袋,它被困在台1A卡鲁组顶部130米封闭性粘土岩单元以下的储集层单元中。
从“深度”目标中获取的数据也将被优先处理,并在多个游戏中识别陷阱配置。这将使氦一号在TAI 2022年常规钻井活动中进一步成熟可钻性。
HelieOne公司首席执行官大卫·明钦表示,尽管对第二阶段运动的开始感到高兴,但随着雨季的到来,该项目并非没有挑战。
他还谈到了新的雇员,包括首席运营官科林·科特迪瓦和首席财务官克里斯·艾尔,“科林和克里斯的任命给我们的国家业务团队带来了重要的经验,他们的知识和领导能力使我们能够在2022年进入第二阶段钻探时,继续加快氦一号勘探组合的发展。”
新的任命为该项目带来了几十年的国际工业经验,并希望进一步加强该公司的钻探活动。
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2021-11-02
给轮胎加点氮
上月中旬早上的时间,京承高速进京方向,车辆并不多。但这时,一辆七座小客车从顺义出发驶上了主路,驾驶人姓杜,车上还载着六名工人。一行七人刚上高速没多久,就随着一声巨响发生了意外。先与高速公路的防护栏还有相邻车道的重型半挂相撞导致车上五人受伤,一人死亡。经过调查,间接造成事故发生的原因,是杜某驾驶车辆的左后轮胎,在行驶过程中突然爆胎,导致车辆失去了控制。
在为了大大减少这种爆胎事故的发生,那么轮胎加氮气项目就应运而生了,那么轮胎加氮气有哪些好处呢?
1.防止爆胎和缺气碾行。
爆胎是公路交通事故中的头号杀手。据统计,在高速公路上有46%的交通事故是由于轮胎发生故障引起的,其中爆胎一项就占轮胎事故总量的70%。汽车行驶时,轮胎温度会因与地面磨擦而升高,尤其在高速行驶及紧急刹车时,胎内气体温度会急速上升,胎压骤增,所以会有爆胎的可能。而高温导致轮胎橡胶老化,疲劳强度下降,胎面磨损剧烈,又是可能爆胎的重要因素。而与一般高压空气相比,高纯度氮气因为无氧且几乎不含水份不含油,其热膨胀系数低,热传导性低,升温慢,降低了轮胎聚热的速度,不可燃也不助燃等特性,所以可大大地减少爆胎的几率。
2.提高轮胎行驶的稳定性和舒适性。
氮气几乎为惰性的双原子气体,化学性质极不活泼,气体分子比氧分子大,不易热胀冷缩,变形幅度小,其渗透轮胎胎壁的速度比空气慢约30~40%,能保持稳定胎压,提高轮胎行驶的稳定性,保证驾驶的舒适性;氮气的音频传导性低,相当于普通空气的1/5,使用氮气能有效减少轮胎的噪音,提高行驶的宁静度。
3.延长轮胎使用寿命
使用氮气后,胎压稳定体积变化小,大大降低了轮胎不规则磨擦的可能性,如冠磨、胎肩磨、偏磨,提高了轮胎的使用寿命;橡胶的老化是受空气中的氧分子氧化所致,老化后其强度及弹性下降,且会有龟裂现象,这时造成轮胎使用寿命缩短的原因之一。氮气分离装置能极大限度地排除空气中的氧气、硫、油、水和其它杂质,有效降低了轮胎内衬层的氧化程度和橡胶被腐蚀的现象,不会腐蚀金属轮辋,延长了轮胎的使用寿命,也极大程度减少轮辋生锈的状况。
4.减少油耗,保护环境。
轮胎胎压的不足与受热后滚动阻力的增加,会造成汽车行驶时的油耗增加;而氮气除了可以维持稳定的胎压,延缓胎压降低之外,其干燥且不含油不含水,热传导性低,升温慢的特性,减低了轮胎行走时温度的升高,以及轮胎变形小抓地力提高等,降低了滚动阻力,从而达到减少油耗的目的。
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2021-11-02
氮气绝不平“氮”
在印度北部旁遮普地区一名40岁男子因涉嫌用氮气杀害未婚妻,被当地警方逮捕。
据印度Times Now新闻网23日报道,该男子曾用同样手法害死第一任妻子。报道称,犯罪嫌疑人名叫辛格,是印度一名退休陆军上校的儿子。辛格与未婚妻丘平德帕尔于去年3月订婚,原计划本月20日举办婚礼。就在婚礼前一周,他欺骗未婚妻称,“吸入氮气后可容光焕发”,最终导致其死亡。事后,他将被害人尸体藏匿于卧室中,还告诉她的家人,丘平德帕尔因为和他吵架而离家出走。
辛格在审讯中透露,他曾以同样的方式杀害了第一任妻子。2018年2月,辛格娶了拥有三个硕士学位的考尔。9月19日午夜,怀孕的考尔惨遭辛格杀害。嫌犯对被害人父母谎称其死于癌症引发的心脏病。
氮气为什么会致人死亡
氮气在空气中占比的含量最高,大约有78%,本身氮气本身无毒,但是,如果周围环境氮气浓度过高,而氧气浓度过低,可导致人体因缺氧而窒息,因此氮气又被称为“隐形杀手”。
氮气浓度略高时
人员会有轻度头痛、恶心、呕吐、幻觉及兴奋症状。此种情况,如发现早、及时改善通风条件,患者会很快自行恢复。
氮气含量继续增高
空气中氧含量减少,人呼吸困难。若吸入纯氮气时,会因严重缺氧引发窒息。
据资料记载,氮气窒息事故发生时,受害者只要在相对浓度较高的氮气空间中停留2分钟就很难有逃离生还的可能;当工作空间中氧浓度<10%可立即使人窒息死亡。
氮气也许会有一定的危险性,但是他的用途却是各种各样的
人类赖以生存的大气是由氮气、氧气、二氧化碳、水蒸汽和固体杂质微粒组成的混合物,其中氮气占了78%以上。
自氮气被发现后,科学家们做了大量实验,得到了液态氮;同时,他们把氮气运用到工业、农业、国防以及日常生活中。
比如农业上使用最多的便是氮肥。
用氮气填充粮仓,可使粮食不霉烂,不发芽。
再如,博物馆的贵重字画,可保存在充满氮气的密封容器中,以防蛀虫,避免氧化。再如,在食品保存中,在众多的保藏法中,冷冻保藏法应用最为广泛,效果也非常显著。而作为冷冻保藏方法之一的液氮速冻早已被食品加工企业所采用,由于它能实现低温深冷的超速冻,也有利于实现冻结食品的部分玻璃化,使食品解冻后能最大限度地恢复到原来的新鲜状态和原有的营养成分,极大提高了冷冻食品的品质。
在医疗上,作为深度制冷剂的液氮,可以冻死病变的细胞,细胞由于温度的急剧变化,组织内外水晶形成,使细胞脱水、皱缩,以致电解质等发生变化,冷冻还可使局部血流速度变慢,微血管血液瘀滞或栓塞造成细胞缺氧死亡,采用液氮冰冻配合中药治疗尖锐湿疣,无毒副作用,痛苦小,治愈率高,复发率低,术后不留疤痕,并发症少,治疗时间短,经济,是治疗尖锐湿疣的理想方法之一。而在工业上,由氮气制成的硝酸,是炸药的重要组成部分;钢经氮化后,钢的硬度、耐磨性都大大增强。
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2021-11-01
Air Products与Sublime Stericeuticals Corporation合作,开发了疫苗和药物解决方案的持续冷冻干燥系统。
Air Products与Sublime Stericeuticals Corporation合作,开发了疫苗和药物解决方案的持续冷冻干燥系统。
在周一(10月25日)签署联合开发协议后,两人将结合空气产品的低温输送和液氮喷雾冷冻技术以及Sublime的工艺设计,将疫苗和药物溶液喷洒结晶。
上述解决方案将汇集在持续的无菌冻干环境中,以支持制药行业。冻干经常用于保存疫苗和抗血友病蛋白等生物产品。
Air Products的美洲总裁Francesco Maione说:“为制药商开发持续的解决方案完全符合我们帮助客户提高产品应用生产力和质量的承诺。”
“我们预计,该JDA产生的产品将使制药商能够在不影响可行性产量的情况下快速生产和保存高价值材料。”
“此解决方案还可以引入流程,使大型制造商更灵活,并建立更多生产选项。”
Sublime流程开发副总裁Shawn Stimson说:“通过这种合作,我们计划应对制药商在冻干加工时间长以及工艺结果不足时面临的挑战。”
“这是多年研究和第一手行业经验的顶峰。我们与Air Products的合作将是成功完成商业化开发的关键。
2021-10-29
Renergen 、 Argon Ink 达成 2500 万美元交易打造首个液氦现货市场
总部位于南非的能源公司Renergen以远期销售协议的形式签署了2500万美元的交易,旨在为氦创建一个现货市场,使稀有天然气具有巨大的投资潜力。
该协议与总部位于美国的氦贸易公司Argonon Helium US Inc(Argonon)签署,将在19年内通过区块链以类似于加密货币的方式进行氦交易,数量为100,000台。
每个单位代表一千立方英尺(mcf)的液氦,纯度为99.999%。
在前100,000台氦的远期销售后,氦的现货市场将决定公司之间未来任何销售的价格,减去Argonon的交易利润率。这将在弗吉尼亚天然气项目的许可证于2042年9月到期之前提供。
如果预售资金到位,部分资金将用于加快弗吉尼亚天然气项目的第二阶段钻探,而无需发行股权。Virginia Gas Project是Renergen的大型氦勘探项目,包括韦尔福姆、弗吉尼亚和Theunissen的天然气田。
当第二阶段工厂投入运营时,两家公司打算开始在现货市场交易。
尽管合同有长期规定,但19年来,它占全球氦消费量的“明显低于”0.1%。
为了在交易期间跟踪和管理氦的单位,南非金融服务公司Purple Group Limited已被任命创建一个数字平台。
除了提供稳定的交易所和交易服务外,Argonon和Renergen之间的伙伴关系还将在一个通常被视为相对不透明的市场中提供急需的透明度。与其他商品不同,氦不在现货市场交易,也没有每毫升的可见价格。
Argonon首席执行官Richard Charrington表示,他认为这笔交易是将氦引入金融市场的“突破性”步骤,他认为该商品将遵循与l类似的道路
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2021-10-28
预计全球低温计市场在预测期内将以5.27%的CAGR增长,到2026年达到2.879亿美元,从2019年的2.010亿美元增加到8亿美元。
低温调节器是一种人工腔室,通过在腔室中保持非常低温来保存存储在里面的物体。低温会冻结内容物,并保持其安全完整。此外,可以通过使用低温调节剂来防止对环境物质和微生物的干扰。医学研究和技术的强劲增长显著增加了对低温调节器的需求,支持了预测期间的市场增长。各种行业垂直领域的关键发展预计将创造强大的市场潜力。此外,预计该行业的技术进步将在预测期内打开机会。
氦低温恒温器预计将在预测期内保持一个值得注意的市场
基于低温器,全球低温调节器市场分为氮低温调节器和氦低温调节器。据预测,在预测期内,氦低温恒温器将在市场上占有显著份额。液氦低温调节器在目标冷却方面是有效的,因此在各个行业垂直领域得到了更广泛的采用。ARS的液氦流降温器是最能低温的流量降温器,能够达到低于2,000K的温度。这一功能使ARS液氦低温恒温器最适合几个行业垂直领域。液氦浴低温调节器是用于中子散射实验的低温器的主要基础。然而,氦的有限可用性和环境问题限制了细分市场的增长,限制了市场前景。
浴缸和连续流动低温调节器预计将占据全球低温调节器市场的很大一部分
基于低温调节器类型的全球低温调节器市场可区分为闭流低温调节器、连续流低温调节器、浴缸低温调节器和多级低温调节器。预计在预测期内,连续流动低温调节器和浴缸低温调节器将占据市场很大一部分。具有真空室和氦和/或氮室的宽颈浴缸降温器是标准降温器,温度在1.2-4.2K之间。Janis Bath Cryostat是液氦,4 dewar具有直流场电阻,使其成为低温恒温器行业的卓越技术。该公司SuperTran Continuous flow cryostat也是运营范围小于2K至325K的市场领导者。该技术能够同时使用液氦或液氮,为用户提供更大的优势。
COVID-19洞察力
新冠疫情推动了医疗保健和法医科学行业采用低温器行业。随着病毒的爆发,医学研究所沉迷于开发治疗方法和疫苗。研究包括更多地采用先进技术,以产生更好的结果。这包括采用增强的低温调节技术来更好地存储和观察组织和/或病毒。此外,对患者的医学检测的增加导致低温调节技术的采用率更高。英国每1000人的检测量大幅增加,从2020年7月30日的2.69人增加到2021年7月30日的13.74人。在此期间,其他国家也观察到检测激增。
2021-10-25