Quartz每週一詞│Dry ice,乾冰,最冷但最熱門的東西

疫情持續延燒的當今,疫苗成了許多人的希望與救贖。而要讓輝瑞(Pfizer-BioNTech)或莫德納(Moderna)武漢肺炎疫苗能夠安穩地送到醫療院所給人們施打,不可或缺的就是超低溫的保存。而想要有比南極還要低的低溫,需要的,就是外表冷酷的乾冰了。

這個最冷也最熱門的東西,可不只有加進汽水製造煙霧繚繞的效果而已,如今,他以成了我們的抗疫英雄。本次的Quartz每週一詞,讓我們一起來認識疫苗保存不可或缺的要角─乾冰,發現他的酷炫,還有奇妙吧!

我們最新的抗疫英雄

圖/Christopher from Salem, OR, USA,維基百科

以驚人的速度研發對抗武漢肺炎的疫苗並不是件易事。如今,生產者想到一個如何快速且有效率的研製疫苗的方式。

頭兩支武漢肺炎疫苗:輝瑞、莫德納所研發的疫苗在西方國家得到認可,這兩者在運送過程都需要冷藏保存─輝瑞需要至少攝氏負70度的低溫,而莫德納需要至少攝氏負20度。那,要怎樣才能做到呢?答案就是靠客製化冷藏庫與乾冰。

而這東西叫做「乾冰」,其實是有點誤稱的。它並不潮溼,但它也非冰塊,而是一種二氧化碳的固態型式。從商業的角度看來,它從未如此受到歡迎,但如今大為不同。

數據看乾冰

-78.5°C 乾冰的溫度

-49°C: 南極冬季平均氣溫

1,200 磅: 每小時製造商可以生產的平均乾冰量

$1到3元美金: 一磅乾冰的價格

50 磅: 每五天一個輝瑞疫苗所需的乾冰量

$10000至15000美金: 保存輝瑞疫苗的一只超低溫冷藏庫的價格

200 磅: 因為昇華,每週一間乾冰製造商所失去的乾冰量。

這個神奇的魔術怎麼運作的?

圖/ProjectManhattan,維基百科

乾冰就是二氧化碳的固態,我們所呼出來的氣體以及燃燒汽油產生的氣體。在正常的氣壓下,它會昇華,而非融化成液體。乾冰無色也無味,然而卻是一種運輸保存的理想選項,像是食物或藥品,這些需要低溫保存的東西,都會用到乾冰。

要得到夠純的二氧化碳以製成乾冰很困難,這過程事實上是從你車子的油箱開始的。二氧化碳就是乙醇汽油或其他工業化學產品之副產品,生產這些產品的公司,會將多的二氧化碳賣予乾冰製造商。

一旦乾冰製造廠得到二氧化碳的供給,他們會給二氧化碳加壓,使之液化。並將加壓液體噴入相對低壓的空氣中(我們現在週邊的空氣)以製造小顆粒(一部份液體快速汽化,吸收了大量的熱,使得另一部份的溫度降到二氧化碳的凝固點以下),就像雪一樣,而這些顆粒能夠擠在一起塊狀。 後再加壓成乾冰塊。

乾冰極簡史

1835: 法國化學家查理斯·蒂洛勒爾( Charles Thilorier )注意到液體的二氧化碳,而當其蒸發時,容器內有著小量的固態二氧化碳,沒人知道怎麼製造它,但它真的很冰涼(也確實很「cool」).

1897: 英國人Herbert Samuel Elworthy為了將蘇打水與威士忌結合,使用了固態乾冰。

1925: 根據地在美國長島的公司 Prest Air Devices 發明一種有乾冰在內的滅火器,並銷售許多乾冰給鐵路建設公司。

1925: 紐約的冰淇淋店 Schrafft’s 使用乾冰保持冰淇淋的溫度,使他看起來好像要花九十年才會融化一樣。

1930: 食物廠商開始使用乾冰作為運送冷凍貨品的好幫手。

看看(但別碰它!)家中那美妙的乾冰

圖/Ghukill。維基百科

許多手持滅火器含有加壓二氧化碳。如果你噴一些滅火器到洗手槽中,你可以收集到一些固態二氧化碳。看看他美妙的昇華!但千萬不要直接以肌膚去碰觸它,它會讓你嚴重的凍傷。

或著,你知道的,只要把它保存好以備不時之需,不要亂玩滅火器!

為何我們需要將疫苗如此低溫保存?

圖/BBC中文網

輝瑞及莫德納疫苗都是將信使核糖核酸(mRNA),包裹在脂質奈米顆粒中,mRNA 是一種我們細胞用來轉錄細胞核內DNA資訊的單鏈遺傳物質 ,提供轉譯成蛋白質提供所需的訊息。mRNA 在疫苗中做著同樣的事,唯一不同的,是它們身上攜帶的遺傳訊息,是出現在SARS-CoV-2(武漢肺炎病毒)上突刺蛋白的編碼訊息。

問題是,在我們體內,mRNA 分解很快,但它應該要使蛋白質作用長久持續。如同 NPR報導的,保持低溫能夠延緩降解過程。

一些疫苗確實有可能不必保存在如此寒冷的情況下以保持長久的穩定性。但經過相關測試後,我們能得知,如果他們在解凍後,或是保持相對不冷的環境下仍有效用,這是需要付出時間與更多金錢的。

Quartz每週一詞系列,翻譯自財經新媒體Quartz的電子報Quartz Obsession,讓人認識各種新鮮、流行的詞彙背後的故事。

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