低溫冷阱,又稱低溫反應浴或低溫恒溫槽,是一種小型超低溫設備,具有直接冷卻和間接冷卻兩種方式。它的空載溫度可以達到零下40℃或零下80℃,適用于氣體冷凝捕集、低溫液浴、油氣回收、材料試驗、藥品凍干等多種用途,可為各類小型系統(tǒng)提供超低溫條件。
低溫冷阱的工作原理主要包括制冷劑循環(huán)、熱傳導和熱輻射。制冷劑在循環(huán)系統(tǒng)中被壓縮成高溫高壓氣體,通過冷凝器散熱后變成高壓液體,再經(jīng)過膨脹閥節(jié)流降壓,最后進入蒸發(fā)器進行蒸發(fā)吸熱,從而降低周圍環(huán)境溫度。同時,導熱介質(zhì)填充在低溫冷阱中,有效地傳導熱量,使樣品溫度逐漸下降。此外,低溫冷阱還能通過熱輻射將熱量從樣品散發(fā)出去,進一步降低樣品溫度。
在凝聚態(tài)物理學領域,研究人員利用低溫冷阱將物質(zhì)冷卻到極低溫度,以觀察和研究量子現(xiàn)象、超導性和量子調(diào)控等重要現(xiàn)象。在材料科學領域,它被用于制備高純度晶體材料、探究材料的磁性和電學性質(zhì),以及進行低溫處理和測試。在生命科學領域,低溫冷阱則用于生物樣品的保存和凍存,如細胞、組織和DNA,以延長其保存時間和保持生物活性。
在使用低溫冷阱時,需要準備好需要冷卻和分離的樣品,確保樣品的純凈度和濃度滿足實驗要求。然后將冷阱的進出口與循環(huán)冷卻系統(tǒng)的管線連接起來,確保連接處緊密且不漏氣。最后打開電源和制冷系統(tǒng),啟動設備,觀察冷阱的制冷效果,并根據(jù)需要進行調(diào)整。