Vitrifikaatiossa

Vitrifikaatiossa viitataan prosessiin, jossa aine muuttuu lasimaiseksi, amorfiseksi kiinteäksi tilaksi. Tämä tila syntyy, kun neste jäähdytetään niin nopeasti, ettei sen rakenne ehdi järjestäytyä kiteiseksi. Vitrifikaation tunnusmerkkinä on epäjatkuma rakenne ja korkea viskositeetti lähellä lasin kaltaista, pysyvää tilaa, johon siirryttyään aine pysyy tilapäisesti.

Sovellukset ja ilmiön laajuus jakautuvat pääosin kahteen sektoriin: materiaalitiede ja biolääketiede. Materiaalitieteessä vitrifikaatio liittyy lasien ja amorfisten jäähdytettyjen aineiden muodostumiseen, kuten piidioksidin tai polymeerien lasitukseen. Tila on tärkeä esimerkiksi lasien muodostumisessa ja devitrifikaation hallinnassa: liian pitkäaikainen lämmön vaikutus voi palauttaa kiteytymisen, mikä muuttaa materiaaliominaisuuksia. Vitrifioituneet materiaalit säilyttävät usein epäjärjestäytyneen rakenteen, mikä vaikuttaa optisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin.

Biologisessa kontekstissa vitrifikaatio on kriittinen tekniikka cryopreservationissa. Siinä biologisia näytteitä, kuten munasolua tai solu- ja kudosnäytteitä, säilytetään lasimaisessa tilassa estämällä suuria jääkiteitä. Tämä saavutetaan käyttämällä korkean pitoisuuden cryoprotektaatteja sekä erittäin nopeaa jäähtymistä nestemäiseen typpeen. Vitrifikaatio voi parantaa säilyvyysikää ja palautettavuutta thaw-tilanteessa, mutta siihen liittyy cryoprotektaattien toksisuus ja devitrifikaation riski, jos lämpötilaa hallitaan epäjohdonmukaisesti.

Vitrifikaatio on ollut kehityksen suunta cryopreservationin lisäksi monissa teollisissa ja tutkimuksellisissa sovelluksissa, joissa halutaan välttää kiteytymistä ja ylläpitää amorfisen tilan ominaisuuksia.