水固化特征,顯微鏡觀察重結晶迅速凍結產生的微結晶結構
水固化的一些特征有三種主要現象:
(1 ）結晶；
（2 ）玻璃狀態的發展；
（3 ）重結晶。雖然在純水的凍結中也發生這些現象，但這里只
考慮真溶液。
（1 ）結晶 結晶過程分成兩步，成核和晶體生長。在成核中，一群
水分子集結成細小而有秩序的顆粒，稱為晶核，沒有一些過冷就不會發
生成核‘。與成核對照，晶體在很接近凍結點的溫度下才生長，只要預
先有接種的品核就可。晶體大小與晶體的生長速度成正比，但與成核的
速度成反比，也和晶核的數量成反比，但由于包括許多中間的和初始的
因素，因此，這些關系十分復雜。
總結起來，對于凍結食晶高質量所必要的，就是要注意這樣一些有
利于形成小冰晶的主要因索：
①過冷：
②迅速除去熱量；
③在結晶過程中對溶液的攪動；
④加入極少量的某些有機溶質，就會減慢冰晶的成長，如乙醇、蔗
糖和某些蛋白質之類：
⑤溶液粘度的增加。粘度增加的特殊原因有
①由于凍結點下降．結晶溫度也將下降（見前節）；②由于加入非
電解質，如蔗糖，甘油；更多的是③加入了膠體。
其它條件相同時，結晶大小主要取決于熱量散去的速度，即冷卻速
度。當緩慢凍結時，形成少量晶體，但都是大顆粒的；相反，迅速凍結
時，形成大量的晶體，但都是小顆粒的。
（2 ）玻璃狀態當一個薄層的水溶液迅速冷卻時（例如在液態氮的
極低溫度下達每秒幾百度的速度），就固化成一透明的玻璃狀態。這個
過程稱為。玻璃化“，較初認為不發生水的結晶。但羅耳弗（Rolfe ）
提供的新資料說明，早期仍有結晶存在，這可在偏振光中測出，也
可用X 光測出，但由于結晶單位過小，用光學顯微鏡是看不見的。
按照路塞納（Lusena）的報道，一個完全無定形的狀態，只有從高
度濃縮的膠態系統中才能得到，例如從含有65％以上明膠的凝膠中得到。
（3 ）重結晶作用迅速凍結產生的微結晶結構，在進一步存放時會
產生變化。有兩種主要的重結晶形式，即遷移重結晶和侵入重結晶¨。
遷移重結晶是指完全發展了的冰晶結構的變化，在足夠高的溫度情
況下，消耗小晶體，成長為大晶體。由于這一重結晶作用，形成一種較
粗糙的結構，同時透明度也改變了。重結晶的范圍隨保持溫度、溫度波
動幅度和時間的增加而增大。
