Projektil, das ein Ziel kristallisiert

Das Einfrieren von Zielen ist also ziemlich schwierig. Sie in Brand zu setzen, wurde natürlich bereits auf ein halbes Dutzend Arten gelöst, aber es gibt keine reale Option mit aktueller Technologie, die ein Ziel einfrieren kann.

Sie haben praktisch zwei Möglichkeiten, dies zu tun:

1. Verwenden Sie etwas wirklich sehr Kaltes, um entweder das Projektil herzustellen oder ein Projektil zu füllen, das dazu bestimmt ist, eine chemische Nutzlast abzugeben.

2. Verwenden Sie ein chemisches Nutzlastprojektil, um zwei Reaktanten abzugeben, die sich beim Aufprall vermischen und eine spontane, stark endotherme Reaktion hervorrufen.

Die erste Option ist einfach, wenn Sie nicht möchten, dass das Ziel einfriert (Luftgewehre und Kappengewehre können leicht Projektile aus Eis abfeuern, obwohl dies schlecht für die Waffe ist und Sie eine schreckliche effektive Reichweite erhalten), wird aber wirklich schwierig, wenn Sie welche wollen deutlich sichtbare Kälteschäden. Damit dies funktioniert, müssen Sie in der Praxis einen sehr guten Wärmeisolator finden, der trotz der sehr niedrigen Temperatur beim Aufprall zum Reißen, Zerfallen oder Zerbrechen gebracht werden kann. Theoretisch könnte ein Aerogel mit einer sehr geringen Porosität zur Isolierung funktionieren, außer dass Aerogele wahnsinnig langlebig sind, so dass es wahrscheinlich sehr schwierig sein wird, es beim Aufprall auseinander zu bringen, und sogar mit einer wahnsinnig geringen Porosität wird es ein Teil der gekühlten Substanz tun Auslaufen. Darüber hinaus aber

Die zweite Option ist eigentlich ziemlich schwierig, wenn Sie einen nahezu sofortigen Effekt wünschen. Die meisten stark endothermen Reaktionen sind nicht spontan (man muss ständig viel Wärme hineinbringen, um die Reaktion aufrechtzuerhalten), daher sind sie sofort ausgeschlossen. Von denen, die spontan auftreten, beinhalten die häufigsten Beispiele das Auflösen verschiedener Salze in Wasser (Einweg-Eispackungen funktionieren normalerweise auf diese Weise), wobei verschiedene Ammoniaksalze üblich sind (Ammoniumnitrat und Ammoniumchlorid sind gute Beispiele, die Sie leicht selbst testen können).

Wenn Sie nun nur einen sichtbaren Effekt ähnlich der Eisbildung wünschen, sollte das eigentlich ziemlich einfach sein, vorausgesetzt, Sie kümmern sich nicht darum, dass das Ziel nicht wie eingefroren reagiert. Es gibt alle Arten von chemischen Reaktionen, die spontan Kristalle erzeugen, Sie brauchen nur eine, die einen weißen Niederschlag erzeugt, was eigentlich wahnsinnig einfach ist (die meisten chemischen Verbindungen sind weiß, schwarz oder grau). Bariumnitrat und Natriumsulfat sind ein einfaches Beispiel, das Ihnen kleine pulvrige weiße Kristalle gibt, die dann aufgrund von Feuchtigkeit am Ziel haften bleiben.

Machen Sie die Pfeilspitze aus Ammoniumnitrat.

Die Pfeilspitze muss etwa 20 Gramm pro 0,1 Liter Gefrieren wiegen.

Das bedeutet, dass Sie 8000 g für einen ganzen Körper benötigen, oder 8 kg, was ein wirklich kräftiger Pfeil ist, Sie sehen eher eine Balliste, um den Pfeil abzufeuern. Das heißt, wenn Sie nach Ganzkörper-Einfrieren suchen. Das Einfrieren des durchstochenen Punktes verursacht erheblichen Schaden. Wenn Sie beispielsweise einen nicht lebenswichtigen Teil des Oberkörpers treffen, kann sich das Eis sehr schnell in etwas Lebenswichtigem bilden und um die Wunde herum gefrieren und schwere Erfrierungen verursachen. Keine schlechte Kampftaktik, wenn Sie Ihre Feinde wirklich hassen.

Ammoniumnitrat hat eine extreme endotherme Reaktion bei Kontakt mit Wasser (aus dem Menschen meistens bestehen). Das heißt, es saugt die gesamte Wärme auf. Das ist es, was sie in diesen Kühlpackungen verwenden, die Sie „platzen“ lassen und die sofort kalt werden.

Ich glaube nicht, dass so etwas noch nie gemacht wurde.

Damit ein Pfeil ein Einfrieren auf der Haut eines Ziels hervorrufen kann, müsste er entweder Chemikalien enthalten, die in einer extremen endothermen Reaktion reagieren, oder eine Flüssigkeit, die bei der Reaktion mit der Atmosphäre kristallisiert. Dies macht Pfeile zu einer schlechten Wahl für ein Übertragungsmedium. Pfeile sind für Geschwindigkeit und Durchdringung gemacht. Du brauchst eine fliegende, explosive Flasche.

Aber wenn es wirklich ein Pfeil sein muss, weil irgendein verrückter Wissenschaftler einfach nur eine Waffe bauen will, die in Superhelden-Comics gehört... Du könntest es mit flüssigem Helium versuchen.

Flüssiges Helium ist ein Superfluid. Da es bei dem Ganzen eher um Coolness als um Effektivität geht, werde ich Sie nicht mit den feinen chemischen und physikalischen Details langweilen. Dies ist ein Auszug aus XKCD What if nº 50 :

(...) Aber Helium hat einen Trick. Wenn es unter etwa zwei Grad Kelvin abgekühlt wird, wird es zu einer Supraflüssigkeit, die die seltsame Eigenschaft hat, dass sie durch Kapillarkräfte an den Wänden von Behältern hoch und über diese kriecht.

Es kriecht mit etwa 20 Zentimetern pro Sekunde dahin, so dass es weniger als 30 Sekunden dauern würde, bis sich das flüssige Helium am Boden Ihres Bootes ansammelt.

Dies würde, wie im Flüssigstickstoff-Szenario, einen schnellen Tod durch Unterkühlung verursachen.

Sie bräuchten einen Köcher, der auf zwei Grad Kelvin über dem absoluten Nullpunkt gekühlt ist (ich lasse Sie herausfinden, wie das geht). Und Sie müssten die Pfeile wirklich schnell schießen. Aber wenn sie mit flüssigem Helium bedeckt sind, beginnt das flüssige Helium, wenn sie jemanden durchbohren, durch ihre Haut zu kriechen.

Ich habe einige Berechnungen angestellt, nur weil. Die Haut eines Erwachsenen ist etwa 1,5 bis 2 Quadratmeter breit. Sagen wir 2 Meter, weil es eine runde Zahl ist. Helium hat eine Dichte von ca$\frac {1}{8}$von Wasser. Um also den Körper einer großen Person mit einem halben Milliliter Film aus kriechendem flüssigem Helium zu bedecken, bräuchten Sie:

Welche Gewichte liegen bei:

Ihre Pfeilspitze hätte ein Volumen von einem Liter (denken Sie an eine kleine Flasche Coca-Cola) und würde 125 Gramm (ungefähr ein Viertel Pfund) wiegen.

Dein Pfeil-und-Bogen-Setup würde wie eine Airow Gun aussehen , nur die Pfeile wären etwas größer:

Und ja, das ist ein tintenliefernder Pfeil, der im Paintball verwendet wird. Weil manche Leute sich mehr darum kümmern, großartig auszusehen, als effektiv zu sein.

Natürlich könnten Sie die Nutzlast auf dem Pfeil reduzieren, wenn Sie nur ein Glied einfrieren möchten.

Eigentlich gibt es schon ein Messer mit ähnlichen Gimmicks (Einfrieren innerer Organe). Es heißt WASP Injection Knife und funktioniert, indem es 24 g CO2 in seine Beute schießt. In ihren eigenen Worten:

„Diese Waffe injiziert fast augenblicklich einen eiskalten Ball aus komprimiertem Gas, der ungefähr die Größe eines Basketballs hat, mit 800 psi. Die Wirkung des komprimierten Gases führt nicht nur zu einem übermäßigen Aufblasen während des Aufstiegs, wenn es unter Wasser verwendet wird, sondern friert auch alle umgebenden Gewebe und Organe ein Injektionsstelle an Land oder auf See."

Ich bin mir nicht sicher, wie ich diesen Effekt auf das Schießen von Projektilen übertragen kann, aber ich hoffe, dass es hilfreich sein wird, zumindest ein Sprungbrett aus der realen Welt zu haben.

Um das Ziel tatsächlich einzufrieren, muss das Ziel klein sein, da der Temperaturverlust über die Oberfläche erreicht wird und die Oberfläche ungefähr quadratisch mit der Größe skaliert, während die Masse (oder das Volumen) die Energie enthält, die verteilt werden muss niedrigere Temperaturen zu erreichen skaliert wie der Würfel der Größe. Wenn A doppelt so groß ist ($*2$) von B, dann hat A ungefähr viermal ($*2^2$) die Oberfläche und achtmal ($*2^3$) die Masse. Es hält also die achtfache Energie, hat aber nur viermal die Mittel, um sie zu verlieren. Eine Maus einfrieren? Einfach. Einen Menschen einfrieren? Sehr schwer. Flash-Freeze einen Elefanten? Nö.

Nächstes Problem: Kreaturen bestehen hauptsächlich aus Wasser, und Wasser enthält so ziemlich die meiste Energie pro Grad Temperatur von allen Substanzen. Also, wenn Sie 1 Liter spritzen$0°C$Alkohol auf 1 Liter$10°C$Wasser bekommt man nicht zu trinken$5°C$, aber einer näher an$10°C$. Das Beste wäre also, das Ziel zu übergießen$-200°C$Wasser - Problem dort: Eis mischt sich nicht gut. Sie treffen das Ziel mit einem Block aus superkaltem Eis, das Eis wird an der Oberfläche schmelzen, aber der ganze Block wird nicht ins Spiel kommen.

Nächstes Problem: Thermische Energie geht nicht einfach auf und ab. Je nach Material braucht es seine süße Zeit – bei Kupfer kann es richtig fließen, bei Styropor rieselt es nur. Diese Unterschiede in der Leitfähigkeit sind der Grund, warum Kupfer in Prozessorkühlern verwendet wird, während Styropor in der Isolierung verwendet wird. Wasser ist kein guter Wärmeleiter, weshalb man beim Lecken an einem gefrorenen Metallröhrchen nur stecken bleibt und die Zunge nicht durchfriert - die Energie wird schneller erzeugt, als sie aus der Zunge austreten kann.

Sie übertragen Wärmeenergie durch

• Strahlung (aber das braucht einen guten Strahler (Mensch = schlecht) und eine riesige Oberfläche (Pfeilspitze = winzig) und einen großen Temperaturunterschied (nicht gut, weil Menschen nur etwa 300 ° C über dem absoluten Nullpunkt liegen, das ist also der maximale Unterschied zum Kühlen. Vergleichen Sie das mit dem Unterschied zwischen glühendem Metall bei 1800°K und einem Menschen - Erwärmung durch Strahlung -> viel einfacher)
• Leitung (siehe oben)
• Ziehen es tretend und schreiend, nennt man Konvektion . Dafür benötigen Sie ein sich bewegendes Material, idealerweise eines mit einem guten Verhältnis von Wärmeenergie zu Masse (Wasser ...), idealerweise mit einem großen Temperaturunterschied, sodass das Eintauchen des Ziels in fast gefrorenes Wasser ... in Ordnung wäre. (nicht so schnell (wenn man das Ziel nicht per Wasserschnitt zerstören will), kleiner Temp-Unterschied (gerade$\approx 35°K$))

Sie können tatsächlich viel Energie in Phasenwechseln (Wasser / Eis, Wasser / Dampf) beziehen oder abführen, sodass flüssige Luft ein anständiger Energieableiter wäre, aber es gibt einfach keine Möglichkeit, die Energie schnell genug aus dem menschlichen Körper zu entfernen (und das benötigte Volumen an flüssiger Luft würde die Bedeutung von "Pfeil" strapazieren)

Du bemerkst, dass die Antwort oft auf Temperaturunterschiede zurückgeht, also wenn deine Kreaturen mehr von der flüssigen Stein-Überzeugung wären, könnte etwas arrangiert werden ...

Aber ich nehme an, dass sich die Frage nur auf den Eindruck des Einfrierens bezieht, und ich werde weiter postulieren, dass es nicht der Eindruck des Opfers ist (was eher eine Frage nach psychoaktiven Verbindungen ist), sondern der Eindruck von Umstehenden, der erreicht werden soll. Wenn wir weiterhin ein "Opfer", dh einen bekannten Mitverschwörer als Ziel haben, könnten wir etwas erreichen: Das Opfer vorher in Paraffin in der Nähe seines Kristallisationspunktes übergießen und dann ein Projektil aus pulverisiertem gefrorenem CO2 abfeuern - es sollte sein eine schöne kalte Wolke und etwas echtes weißes kristallines Zeug, das sich auf der getroffenen Oberfläche des Opfers bildet, das plötzlich die Bewegung mit den getroffenen Teilen abgibt. Könnte jemanden täuschen.

Wenn Sie bereit sind, auf das Problem der Aufbewahrung der Chemikalien zu verzichten und sicherzustellen, dass es kalt bleibt, können Sie Hautpartien durch die Verwendung von flüssigem Stickstoff einfrieren. Ich stelle mir eine der folgenden vor.

1. Verwenden Sie eine Glaspfeilspitze, um die Flüssigkeit einzudämmen, und lassen Sie sie bei Kontakt zerbrechen, indem Sie den flüssigen Stickstoff auf den Feind sprühen
2. Verwenden Sie eine hohle Pfeilspitze aus Metall, die die Flüssigkeit enthält, und verursachen Sie bei Kontakt eine kleine Explosion, die den flüssigen Stickstoff auf den Feind verteilt.

Sie sind sich jedoch nicht ganz sicher, wie Sie den flüssigen Stickstoff unter -196 ° C halten werden.

Sie werden auch auf das Problem des Leidenfrost-Effekts stoßen , der dazu führen kann, dass der flüssige Stickstoff verdunstet, wenn er der Haut Ihres Ziels ausgesetzt wird. Wenn Ihre Pfeilspitzen VIEL größer wären, sodass mehr flüssiger Stickstoff länger der Haut ausgesetzt werden kann ODER Sie jemanden in der Kleidung treffen, könnte der flüssige Stickstoff etwas länger verweilen, um die darunter liegende Haut einzufrieren.

Nicht gerade SubZero-Niveau zum Einfrieren von Menschen, aber mit der Größenbeschränkung von Pfeilspitzen. Es ist nicht allzu machbar, die Temperatur von etwas superschnell mit sehr kurzer Einwirkzeit zu senken.