実験を冷却するために液体窒素を使用するのはなぜですか?液体ヘリウムや液体水素は使えないのでしょうか？

最近、一部のネットユーザーが、なぜ冷却実験に液体窒素が使用されるのかについて議論しているのを見ました。液体ヘリウムや液体水素を使わないのはなぜですか?なんせ液体窒素よりも50度以上も温度が低いので、効果も高いのではないでしょうか？

液体窒素は安価なので、生物学的観点から少しお話ししたいと思います。

01. 研究室ではなぜ液体窒素を使用するのですか?

研究室では、最も高価なものを選択することは決してありません。高すぎて手に負えないほどでもなく、安すぎて品質が低下しすぎない、最もバランスの取れた製品を選択します。それで十分です。いずれにしても、私が見たトップクラスの研究室は、コストを考えずに気軽に物を買うことはありません。

まず、生物学実験を行う場合、ほとんどの場合、温度を十分に低く保つだけで十分です。どれくらい低いと十分なのでしょうか?弊社の一般的な研究室用冷蔵庫の保管温度は-60～-80℃程度です。腐敗の心配なく、かなりの量の材料を保管できます。

そうすれば、これよりも低い温度の材料も当然許容されます。液体窒素は一般的に-190℃なので十分であり、非常に良いです。

第二に、液体窒素は実に豊富にあり、入手も簡単です。

自然界で最も簡単に入手できる物質は何ですか?日光？いいえ、夜は太陽の光はありません。土壌？場所によっては土壌が基準を満たしておらず、水がないところもありますか?多くの場所で水がありません。もちろんそれは空気です。

地球の表面にいる限り、どこにでも空気があり、1日24時間、1年365日、どこにでも空気があります。つまり、空気は最良の材料源なのです。

空気の組成を見てみましょう。

窒素が78%含まれており、窒素はまさに無尽蔵の資源と言えます。

一方、水素はどうでしょうか?その割合は低すぎます。水を使って水素を生成する場合、水源を考慮する必要がありますよね？場所によっては水が全くないところもあります。ヘリウムについても同様で、その量は窒素よりもはるかに少ないです。

3番目に、窒素は非常に安定しています。

水素と比較すると、窒素は非常に安定しています。もちろんヘリウムほど安定しているわけではありませんが、ヘリウムはやはり希少なのです。この場合、幅広い供給源、容易なアクセス、安定性の観点から、液体窒素が最適な選択肢となります。

02. 液体窒素の作り方

液体窒素を作るための道具も簡単です。

小さな家を建てて、その中に液体窒素製造装置を設置すれば、液体窒素が安定して供給されるようになります。ネットでこんなマシンを見つけました。

大きさはキャビネットくらいで、生成される液体窒素は私たち全員が使うには十分で、価格も高くありません。主な焦点は経済性と手頃な価格です。

液体窒素は現在広く使用されています。例えば、液体窒素で保存することで、食品、特に海外から空輸された生鮮食品の品質を確保することができます。