交变电场作用下离子碰撞对NaCl溶液冰晶结构的影响

马亚红 钟力生 胡慧玉 刘 琳

(西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室 西安 710049)

交变电场作用下离子碰撞对NaCl溶液冰晶结构的影响

马亚红 钟力生 胡慧玉 刘 琳

(西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室 西安 710049)

为了探索电场在生物材料低温保存中的作用机理，以质量分数0.9%NaCl溶液作为研究模型，将其置于低温环境中冷冻，同时施加交变电场干扰(Up-p=20 V，f=1 MHz)，通过电路测量不同频率点下电场干扰试样的电参数，并与对照组进行比较;建立了“离子碰撞”假说，对实验结果进行了解释分析。结果发现，交变电场干扰的溶液冻结后对外呈现的导电特性发生了很大的变化。由此分析得出，在外加交变电场的影响下，生理盐水在慢速冷冻过程中冰晶的组成结构发生了改变。

离子碰撞 交变电场 低温冷冻 冰晶结构

1 引言

生物体在低温冷冻过程中引起生物体细胞死亡的因素主要由细胞内-外冰晶造成的化学或机械损伤导致［1-2］。抑制冰晶形成与生长的方法，除了传统的添加低温保护剂外［3-4］，近年来很多学者致力于通过一些物理因子干扰其过程，达到低损伤低温保存的目的。很多研究表明［5-10］，电场对水分子施加了一个力矩的作用，破坏了分子簇的平衡状态，从而抑制了其在降温过程中的成核，而且在特定的温度下，电场所产生的力矩导致溶液中形成更多的同质异构体，从而降低了水分子簇形成适合加入晶格结构的可能性，由此带来冰晶生长速率相应降低。……