ガラス固化とは、熱を素早く除去または加えるか、添加物を混ぜるかして、物質を結晶構造を持たないガラス状の非晶質固体に変化させるプロセスのことを言います。
出発材料が固体の場合、ガラス固化では通常、物質を非常に高い温度で加熱します。 多くのセラミックはこのような方法で製造される。 ガラス化は、砂に雷が落ちたときに自然に起こることもあり、そのときの極端な高温によって、フルグラサイトと呼ばれる中空の枝分かれした根のような構造のガラスができることがあります。 白磁の場合、ガラス質とは、液体（多くは水）に対する透過性が極めて低いことを意味し、一定の試験体制で判定される。
例
ショ糖をゆっくり冷やすと、結晶糖（または氷砂糖）になりますが、急速に冷やすと、シロップ状の綿菓子（アメフラシ）になることがあります。 また、水などの液体から始める場合にも、非常に急速な冷却や氷晶の生成を抑える薬剤の導入により、ガラス化が起こることがある。 低温生物学で使用される添加物や、極地に生息する生物が自然に作り出す添加物は、クライオプロテクタントと呼ばれる。 北極カエルなど一部の外温動物は、肝臓でグリセロールやグルコースを自然に生産し、氷の生成を抑えている。 北極カエルが凍結防止剤としてグルコースを使用すると、低温で大量のグルコースが放出され、特殊なインスリンによってこの余分なグルコースが細胞内に入ることができる。 春になってカエルが再び暖かくなると、余分なグルコースは速やかに細胞から除去され、腎臓からの排泄と膀胱への貯蔵によって再利用されなければならない。 北極圏の昆虫も糖類を凍結防止剤として使用している。
応用
窓や食器に使われる通常のソーダ石灰ガラスは、二酸化ケイ素に炭酸ナトリウムと石灰（酸化カルシウム）を加えることで作られるものです。
ガラス固化は、核廃棄物やその他の危険な廃棄物の処分や長期保存において、実証済みの技術です。
ガラス固化は、核廃棄物やその他の有害廃棄物の処分や長期保管において実績のある技術です。廃棄物をガラス形成化学物質と混合して溶融ガラスを形成し、それを固化して廃棄物を固定化します。 最終的な廃棄物の形状は黒曜石に似ており、溶出しない丈夫な素材で、廃棄物を効果的に内部に閉じ込めることができます。 大気や地下水の汚染の心配がなく、比較的長期間保管することができる。 バルクガラス固化では、電極を使用して、埋設されている土壌と廃棄物を溶かします。 固まった廃棄物は、広域汚染の危険性を抑えて掘り起こすことができます。
エチレングリコールは自動車の不凍液として使用され、プロピレングリコールはアイスクリームの氷の結晶を減らして滑らかにするために使用されています。
長年にわたり、グリセロールは血液細胞や牛の精子の冷凍保護剤として低温生物学で使用されており、液体窒素温度での保存を可能にしています。 しかし、グリセロールは、臓器全体を損傷から保護するために使用することはできません。 そのため、現在多くのバイオテクノロジー企業が、このような用途に適した他の凍結保護剤の開発を研究している。 この発見が成功すれば、移植可能なヒトや異種生物の臓器を大量に低温保存（バンキング）することが可能になるかもしれない。 この方向への実質的な一歩は、すでに踏み出されている。 2005年7月のSociety for Cryobiologyの年次総会で、Twenty-First Century Medicine社は、独自のガラス化カクテルでウサギの腎臓を-135℃までガラス化したことを発表した。
クライオニクス、特に人間の脳の保存においては、組織のガラス化は、組織や脳にコード化された情報の破壊を防ぐために必要であると考えられています。 現在、ガラス固化技術は、アルコーでは脳（神経ガラス固化）、クライオニクス研究所では上半身にのみ適用されていますが、両機関とも全身へのガラス固化の適用を目指した研究を進めています。
関連項目
- 非晶質固体
- 低温工学
- ガラス
- 放射性崩壊
注
- Jack R.Layne, Jr, およびRichard E. Lee, Jr. (1995), カエルの凍結生存への適応. Climate Research 5: 53-59. 2008年12月25日取得。
- M.I. Ojovan, and W.E. Lee, An Introduction to Nuclear Waste Immobilisation (Elsevier, Amsterdam, 2005), 315.
- 2005 年統合処分施設性能評価のための廃棄物形態放出計算 (PDF)。 PNNL-15198. パシフィック・ノースウェスト国立研究所 (2005年7月). 2008年12月25日取得。
- プレナリーセッション。 バイオプリザベーションの基礎。 CRYO 2005 Scientific Program. Society for Cryobiology (2005年7月24日). 2008年12月25日掲載。
- Ashle, Steven. 2002 年 6 月。 Divide and Vitrify. Scientific American.
- Lovgren, Stefan. 2005 年 3 月。 アリゾナ企業による将来の再生のために凍結された死体。 National Geographic.
- Vitrification:
すべてのリンクは2020年5月9日に取得しました。
- Vitrification in Cryonics
- Liquid fragility and the glass transition in water and aqueous solutions
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- Vitrification history
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- History of “Vitrification”
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