極地是地球的“氣候調(diào)節(jié)器"，對全球變暖的反應(yīng)尤為敏感，是科學(xué)家監(jiān)測和預(yù)測氣候變化的理想之地。極地冰層有助于維持地球的溫度，而先進(jìn)的科研設(shè)備能更好的幫助科研學(xué)者了解極地冰層是如何影響地球的。

研究發(fā)現(xiàn)，使用拉曼光譜法可以實(shí)時(shí)、原位地表征化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)，并且不會對各種冰介質(zhì)有損壞。該研究強(qiáng)調(diào)了冰作為地球上化學(xué)反應(yīng)器的作用：如果極地冰層因全球變暖而變少，冰中的化學(xué)反應(yīng)也會相對減少，生態(tài)系統(tǒng)也會受到影響。

冷熱臺在極地生態(tài)研究中的作用

為了更深入地了解冰中的化學(xué)反應(yīng)，研究人員將拉曼光譜與冷熱臺結(jié)合使用。這種技術(shù)使得研究人員能夠在不解凍的情況下，直接測量冷凍樣品中的拉曼光譜，從而提供化學(xué)反應(yīng)的直接證據(jù)。

↑ 冷熱臺作為“冷凍"拉曼光譜裝置的一部分 ↑

例如，使用拉曼光譜與光學(xué)冷熱臺，研究冷凍溶液中硫化氫對六價(jià)鉻還原反應(yīng)的增強(qiáng)作用。可觀察到在溶液冷凍后，微晶之間的有被稱為準(zhǔn)液層（Quasi liquid layer，QLL）的未凍結(jié)部分，溶質(zhì)集中到了這個(gè)部分。 

↑ 光學(xué)冷熱臺在-20℃下冰晶中準(zhǔn)液層的光學(xué)圖像 ↑

另一個(gè)案例中，研究人員研究了冷凍溶液中硫化氫對六價(jià)鉻的還原反應(yīng)。他們利用冷熱臺在-40°C下觀察了冰晶邊界區(qū)域的化學(xué)反應(yīng)。結(jié)果顯示，在冰中，硫化氫對六價(jià)鉻的還原反應(yīng)顯著增強(qiáng)，而在水中則相對較慢。這一發(fā)現(xiàn)對寒冷地區(qū)六價(jià)鉻的去除機(jī)制提供了新的見解，對保護(hù)極地生物物種的環(huán)境和健康具有重要意義。

↑ -40℃，不同時(shí)間下冰晶邊界區(qū)域中Cr分布的光學(xué)圖像 ↑

科研學(xué)者們在進(jìn)行基于熒光的二價(jià)鐵檢測系統(tǒng)研究時(shí)，也使用了冷熱臺，用于探索凍結(jié)濃縮現(xiàn)象與氮氧化學(xué)之間的聯(lián)系。研究者使用一種創(chuàng)新性的名為1-0x的選擇性熒光探針。

↑ 1-0x探針追蹤二價(jià)鐵離子的原理示意 ↑

這種探針展現(xiàn)出了在在極地及寒冷區(qū)域，追蹤二價(jià)鐵離子的能力。冷熱臺在這類研究中的重要作用體現(xiàn)在可提供在低溫下進(jìn)行X射線原位測試的環(huán)境。

↑ 果果儀器XRD冷熱臺 ↑

總結(jié)

↑ 果果儀器光學(xué)冷熱臺適配雷尼紹拉曼光譜儀進(jìn)行測試 ↑

冷熱臺為極地研究所的研究人員提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，助力他們在極地冰化學(xué)過程研究領(lǐng)域取得了新突破。這些研究成果不僅增進(jìn)了我們對極地生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識，還為應(yīng)對全球氣候變化提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

↑ 果果儀器光學(xué)冷熱臺CH600S整套系統(tǒng) ↑

果果儀器光學(xué)冷熱臺CH600S通過先進(jìn)的溫控技術(shù)，在-190~600℃的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速而穩(wěn)定的溫度控制，為材料科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域的研究提供了強(qiáng)大的支持。