К теории диаграмм состояния криопротекторных растворов

Abstract

Рассмотрены преимущества модели кластерной кристаллизации при описании фазовых переходов в криопротекторных растворах. Сформулированы принципы построения диаграмм состояния, содержащих области cуществования кластерной фазы. На основании этих диаграмм проведен анализ экспериментально наблюдаемых тепловых и объемных эффектов, сопровождающих процессы кристаллизации и плавления криопротекторных растворов. При этом особое внимание уделено различию фазовых траекторий, соответствующих охлаждению и последующему нагреву растворов, и введено понятие совмещенных диаграмм состояния для описания процессов, вызванных этим различием. С помощью модели кластерной кристаллизации определены равновесные структурные состояния замороженных криопротекторных растворов и возможные процессы, направленные на их достижение.

Розглянуто переваги моделі кластерної кристалізації при описі фазових переходів у кріопротекторних розчинах. Сформульовано принципи побудови діаграм стану, які включають області існування кластерної фази. На основі цих діаграм проведено аналіз теплових і об’ємних ефектів, які супроводжують процеси кристалізації та плавлення кріопротекторних розчинів. При цьому значну увагу приділено розрізненню фазових траєкторій, які відповідають охолодженню та подальшому нагріву розчинів, і введено поняття сумісних діаграм стану для опису викликаних цією різницею процесів. За допомогою моделі кластерної кристалізації визначено рівноважні структурні стани заморожених кріопротекторних розчинів і можливі процеси, спрямовані на їхнє досягнення.

The paper considers the advantages of cluster crystallization model when describing phase transitions in cryoprotective solutions. The principles of plotting the diagrams of state are described, with emphasis on the fields of existing cluster phase. Basing on these diagrams the experimentally observed heat and volume effects are analyzed, which accompany the crystallization and melting of cryoprotective solutions. Herewith a special attention is paid to the distinguishing of phase curves, corresponding to cooling and following heating of the solutions and the definition of superposed diagrams of state was made to describe the processes caused by appearing differences. Model of cluster crystallization was used to determine the balanced structure state of frozen cryoprotective solutions and possible processes directed to their achieving.