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，而先進的科研設(shè)備能更好的幫助科研學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時、原位地表征化學物質(zhì)和化學反應(yīng)，并且不會對各種冰介質(zhì)有損壞。該研究強調(diào)了冰作為地球上化學反應(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冷熱臺，研究冷凍溶液中硫化氫對六價鉻還原反應(yīng)的增強作用。可觀察到在溶液冷凍后，微晶之間的有被稱為準液層（Quasi liquid layer，QLL）的未凍結(jié)部分，溶質(zhì)集中到了這個部分。 

↑ 光學冷熱臺在-20℃下冰晶中準液層的光學圖像 ↑

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

↑ -40℃，不同時間下冰晶邊界區(qū)域中Cr分布的光學圖像 ↑

科研學者們在進行基于熒光的二價鐵檢測系統(tǒng)研究時，也使用了冷熱臺，用于探索凍結(jié)濃縮現(xiàn)象與氮氧化學之間的聯(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)

↑ 果果儀器光學冷熱臺適配雷尼紹拉曼光譜儀進行測試 ↑

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

↑ 果果儀器光學冷熱臺CH600S整套系統(tǒng) ↑

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