Центрифуги и их применение в научных исследованиях

Центрифуги применяются для разделения неоднородных смесей (суспензий, эмульсий, шламов) на составные части под действием центробежной силы инерции (центрифугирование). В промышленности и науке центрифуги используются для осветления загрязненных жидкостей, гидравлической классификации шламов по крупности твердых частиц и т. д. Возможности разделения увеличиваются с возрастанием частоты вращения ротора центрифуги.

Лабораторную ультрацентрифугу применяют для изучения седиментации, разделения частиц размером менее 100 нм (коллоидных систем, молекул белков, нуклеиновых кислот, синтетических полимеров). Первую ультрацентрифугу1 изобрел и изготовил в 1923 г. Теодор Свéдберг (Theodore Svedberg, 1884—1971 гг.).

Высокоскоростное центрифугирование газов применяют для разделения изотопов тяжелых металлов (например, урана). Первая в мире промышленная газовая центрифуга для разделения изотопов урана была создана в 1954 г. на Кировском заводе в Ленинграде.

В биологии часто пользуются центрифугой (и ультрацентрифугой) для разделения и последующего исследования макромолекул или различных суспензий. Ротор таких центрифуг вращается со скоростью от нескольких тысяч до десятков тысяч оборотов в минуту, а величины нормального ускорения превышают g.

При подготовке космонавтов центрифуга используется как устройство, имитирующее длительное действие ускорения (перегрузок). Большой радиус установки (до 15 м и более) и мощность двигателей (несколько МВт) позволяет создавать ускорения до 400 м·с–2 (т. е. до 40g ).

Центрифуги используются для лечения гипертонии и других заболеваний. С помощью центрифуги, используемой для проверки вестибулярного аппарата космонавтов, у пациента перераспределяется давление крови в организме человека, и за счет этого лечатся десятки заболеваний.