Was ist der Nutzen der Kryogenik in der Virologie?
Die Kernspinresonanz (NMR) ist eine der gebräuchlichsten Methoden, um die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Atomen zu bestimmen, indem die absorbierte Radiofrequenz und die anschließende Relaxation der Kerne in einem Magnetfeld nachgewiesen wird. Sie ist eine der am häufigsten verwendeten Charakterisierungstechniken und findet in zahlreichen Bereichen Anwendung. In erster Linie werden die starken Magnetfelder durch unterkühlte Elektromagneten erzeugt, es gibt aber auch Spektrometer, die keine Kryogene benötigen. In herkömmlichen supraleitenden Elektromagneten wird flüssiges Helium zur Kühlung der inneren Spulen verwendet, da es bei Umgebungsdruck einen Siedepunkt von etwa 4 K hat. Für die Spulenverdrahtung können billige metallische Supraleiter verwendet werden. Sogenannte Hochtemperatur-Supraleiter können mit Hilfe von flüssigem Stickstoff, der bei etwa 77 K siedet, supraleitend gemacht werden.
Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine komplexe Anwendung der NMR, bei der die Geometrie der Resonanzen entschlüsselt und zur Abbildung von Objekten verwendet wird, indem die Relaxation von Protonen, die durch einen Hochfrequenzimpuls in einem starken Magnetfeld gestört wurden, nachgewiesen wird. Dies wird vor allem im Gesundheitsbereich eingesetzt.
In großen Städten ist es schwierig, den Strom über Freileitungen zu übertragen, deshalb werden Erdkabel verwendet. Aber unterirdische Kabel erwärmen sich und der Widerstand des Kabels steigt, was zu Energieverschwendung führt. Supraleiter könnten verwendet werden, um den Stromdurchsatz zu erhöhen. Allerdings würden sie kryogene Flüssigkeiten wie Stickstoff oder Helium benötigen, um spezielle legierungshaltige Kabel zu kühlen, die die Stromübertragung erhöhen. Es wurden bereits mehrere Machbarkeitsstudien durchgeführt und das Gebiet ist Gegenstand einer Vereinbarung innerhalb der Internationalen Energieagentur.

Lieferwagen für kryogene Gase vor einem Supermarkt, Ypsilanti, Michigan
Kryogene Gase werden für den Transport und die Lagerung von großen Mengen gefrorener Lebensmittel verwendet. Wenn sehr große Mengen an Lebensmitteln in Regionen wie Kriegsgebiete oder Erdbebengebiete transportiert werden müssen, müssen sie lange gelagert werden, deshalb wird das kryogene Einfrieren von Lebensmitteln eingesetzt. Kryogenes Einfrieren von Lebensmitteln ist auch für große lebensmittelverarbeitende Betriebe hilfreich.
Bei vielen Infrarotkameras (Forward Looking Infrared) müssen die Detektoren kryogen gekühlt werden.
Bestimmte seltene Blutgruppen werden in Blutbanken bei niedrigen Temperaturen, z. B. bei -165 °C, gelagert.
Die Kryotechnik mit flüssigem Stickstoff und CO2 wurde in Nachtclub-Effektanlagen eingebaut, um einen Kühleffekt und weißen Nebel zu erzeugen, der mit farbigen Lichtern beleuchtet werden kann.
Die kryogene Kühlung wird verwendet, um die Werkzeugspitze bei der Bearbeitung im Fertigungsprozess zu kühlen. Sie erhöht die Lebensdauer der Werkzeuge. Sauerstoff wird für verschiedene wichtige Funktionen in der Stahlherstellung verwendet.
Viele Raketen verwenden kryogene Gase als Treibstoff. Dazu gehören flüssiger Sauerstoff, flüssiger Wasserstoff und flüssiges Methan.
Durch das Einfrieren von Auto- oder LKW-Reifen in flüssigem Stickstoff wird das Gummi spröde und kann in kleine Partikel zerkleinert werden. Diese Partikel können für andere Gegenstände wiederverwendet werden.
Für die experimentelle Erforschung bestimmter physikalischer Phänomene wie Spintronik und Magnettransport sind kryogene Temperaturen erforderlich, damit die Effekte beobachtet werden können.
Bestimmte Impfstoffe müssen bei kryogenen Temperaturen gelagert werden. Der Impfstoff COVID-19 von Pfizer-BioNTech zum Beispiel muss bei Temperaturen von -90 bis -60 °C gelagert werden (-130 bis -76 °F). (Siehe Kühlkette.)
Bestimmte Impfstoffe dürfen nur bei kryogener Temperatur gelagert werden (ultratiefe Temperaturen von -90 bis -60 Grad Celsius).
what is use of cryogenics in virology ?
Nuclear magnetic resonance (NMR) is one of the most common methods to determine the physical and chemical properties of atoms by detecting the radio frequency absorbed and subsequent relaxation of nuclei in a magnetic field. This is one of the most commonly used characterisation techniques and has applications in numerous fields. Primarily, the strong magnetic fields are generated by supercooling electromagnets, although there are spectrometers that do not require cryogens. In traditional superconducting solenoids, liquid helium is used to cool the inner coils because it has a boiling point of around 4 K at ambient pressure. Cheap metallic superconductors can be used for the coil wiring. So-called high-temperature superconducting compounds can be made to super conduct with the use of liquid nitrogen, which boils at around 77 K.
Magnetic resonance imaging (MRI) is a complex application of NMR where the geometry of the resonances is deconvoluted and used to image objects by detecting the relaxation of protons that have been perturbed by a radio-frequency pulse in the strong magnetic field. This is most commonly used in health applications.
In large cities, it is difficult to transmit power by overhead cables, so underground cables are used. But underground cables get heated and the resistance of the wire increases, leading to waste of power. Superconductors could be used to increase power throughput, although they would require cryogenic liquids such as nitrogen or helium to cool special alloy-containing cables to increase power transmission. Several feasibility studies have been performed and the field is the subject of an agreement within the International Energy Agency.

Cryogenic gases delivery truck at a supermarket, Ypsilanti, Michigan
Cryogenic gases are used in transportation and storage of large masses of frozen food. When very large quantities of food must be transported to regions like war zones, earthquake hit regions, etc., they must be stored for a long time, so cryogenic food freezing is used. Cryogenic food freezing is also helpful for large scale food processing industries.
Many infrared (forward looking infrared) cameras require their detectors to be cryogenically cooled.
Certain rare blood groups are stored at low temperatures, such as −165 °C, at blood banks.
Cryogenics technology using liquid nitrogen and CO2 has been built into nightclub effect systems to create a chilling effect and white fog that can be illuminated with colored lights.
Cryogenic cooling is used to cool the tool tip at the time of machining in manufacturing process. It increases the tool life. Oxygen is used to perform several important functions in the steel manufacturing process.
Many rockets use cryogenic gases as propellants. These include liquid oxygen, liquid hydrogen, and liquid methane.
By freezing the automobile or truck tire in liquid nitrogen, the rubber is made brittle and can be crushed into small particles. These particles can be used again for other items.
Experimental research on certain physics phenomena, such as spintronics and magnetotransport properties, requires cryogenic temperatures for the effects to be observed.
Certain vaccines must be stored at cryogenic temperatures. For example, the Pfizer–BioNTech COVID-19 vaccine must be stored at temperatures of −90 to −60 °C (−130 to −76 °F). (See cold chain.)
Certain vaccines must be only stored at cryogenic temperature (ultra low temperatures of order -90 to -60 degree celcius / -130 F to -76 F)