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Vitrification

Lorsque le saccharose est refroidi lentement, il en résulte du sucre cristallisé (ou des bonbons), mais lorsqu’il est refroidi rapidement, il peut former de la barbe à papa sirupeuse (barbe à papa).

La vitrification peut également se produire dans un liquide tel que l’eau, généralement par refroidissement très rapide ou par l’introduction d’agents qui suppriment la formation de cristaux de glace. Cela contraste avec la congélation ordinaire qui entraîne la formation de cristaux de glace. La vitrification est utilisée en cryo-microscopie électronique pour refroidir les échantillons si rapidement qu’ils peuvent être imagés au microscope électronique sans dommage. En 2017, le prix Nobel de chimie a été décerné pour le développement de cette technologie, qui peut être utilisée pour imager des objets tels que des protéines ou des particules virales.

Le verre sodocalcique ordinaire, utilisé dans les fenêtres et les récipients à boire, est créé par l’ajout de carbonate de sodium et de chaux (oxyde de calcium) au dioxyde de silicium. Sans ces additifs, le dioxyde de silicium nécessitera une température très élevée pour obtenir une fusion, puis (avec un refroidissement lent) un verre.

La vitrification est utilisée dans l’élimination et le stockage à long terme de déchets nucléaires ou d’autres déchets dangereux selon une méthode appelée géomelting. Les déchets sont mélangés à des produits chimiques formant du verre dans un four pour former du verre fondu qui se solidifie ensuite dans des bidons, immobilisant ainsi les déchets. La forme finale des déchets ressemble à l’obsidienne et est un matériau durable et non lixiviant qui emprisonne efficacement les déchets à l’intérieur. Il est largement admis que ces déchets peuvent être stockés pendant des périodes relativement longues sous cette forme sans se soucier de la contamination de l’air ou des eaux souterraines. La vitrification en vrac utilise des électrodes pour faire fondre le sol et les déchets là où ils sont enterrés. Les déchets durcis peuvent alors être désintéressés avec moins de danger de contamination généralisée. Selon le Pacific Northwest National Labs, « La vitrification verrouille les matériaux dangereux dans une forme de verre stable qui durera des milliers d’années. »

Vitrification en cryoconservationmodifier

La vitrification en cryoconservation est utilisée pour préserver, par exemple, les ovocytes (ovocytes) humains (en cryoconservation ovocytaire) et les embryons (en cryoconservation embryonnaire).

Actuellement, les techniques de vitrification n’ont été appliquées qu’au cerveau (neurovitrification) par Alcor et au haut du corps par le Cryonics Institute, mais des recherches sont en cours par les deux organisations pour appliquer la vitrification à l’ensemble du corps.

De nombreuses plantes ligneuses vivant dans les régions polaires vitrifient naturellement leurs cellules pour survivre au froid. Certains peuvent survivre à l’immersion dans l’azote liquide et l’hélium liquide.

Les additifs utilisés en cryobiologie ou produits naturellement par des organismes vivant dans des régions polaires sont appelés cryoprotecteurs.