グローブボックス

グローブボックス

通常のグローブボックス。操作用の手袋が 2 つ付いており、右側にエアロックがある。
その他の名前	アイソレータ
用途	不活性雰囲気作業 危険物作業
関連商品	デシケーター シュレンクライン

グローブボックス（またはグローブボックス）は、別の雰囲気が必要な場所で物体を操作できるように設計された密閉された容器です。グローブボックスの側面には手袋が組み込まれており、ユーザーは手袋の中に手を入れて、封じ込めを破ることなくボックス内で作業をすることができます。ボックスの一部または全体は通常透明で、ユーザーが操作しているものを見ることができます。小さな前室コンパートメントは、内部環境を損なうことなくメインチャンバーにアイテムを出し入れするために使用されます。前室はメインチャンバーよりもはるかに小さいため、より頻繁に周囲条件にさらされ、不活性状態をすばやく実現できます。^[1]

グローブボックスには 2 つのタイプがあります。1 つは放射性物質や感染性病原体などの危険物質を扱うためのもので、もう 1 つはアルゴンや窒素などの非常に高純度の不活性雰囲気内に封じ込める必要がある物質を扱うためのものです。また、グローブボックスを使用して真空チャンバー内のアイテムを操作することもできます。

グローブボックス内のガスは、ガスから溶媒、水、酸素を除去する一連の処理装置に送られます。酸素を除去するために銅金属（または他の微細金属）が一般的に使用され、この酸素除去カラムは通常、加熱しながら水素/窒素混合物を通過させることで再生されます。生成された水は、余分な水素と窒素とともにボックスから排出されます。分子ふるいを使用して水を分子ふるいの細孔に吸収させることで水を除去するのが一般的です。このようなボックスは、有機金属化学者が乾燥固体をある容器から別の容器に移すためによく使用されます。

空気に敏感な作業にグローブボックスを使用する代わりに、シュレンクラインを使用したシュレンク法を採用することもできます。グローブボックスで作業する際の欠点の 1 つは、有機溶剤がプラスチックシールを侵食することです。その結果、ボックスが漏れ始め、水と酸素がボックス内に入る可能性があります。グローブボックスのもう 1 つの欠点は、酸素と水がプラスチック手袋を通して拡散する可能性があることです。また、テトラヒドロフランやジクロロメタンなどの配位溶剤は銅触媒に不可逆的に結合し、その効果を低下させる可能性があります。グローブボックスと触媒の寿命を延ばす 1 つの方法は、溶剤を使用するときに循環をオフにし、溶剤を使用する作業が終了したらパージすることです。

不活性雰囲気グローブボックスは通常、周囲の空気よりも高い圧力に保たれているため、微細な漏れがあっても、ほとんどの場合、空気が入り込むのではなく、不活性ガスがボックス外に漏れます。

現在は閉鎖されているロッキーフラッツ工場では、プルトニウムの引き金（別名「ピット」）を製造していたが、その生産施設は、最長 64 フィート（20 メートル）の長さの連結されたステンレス鋼のグローブボックスで構成されており、その中に引き金の部品を鋳造および機械加工する装置が入っていた。グローブボックスは鉛で裏打ちされていた。グローブボックスに使用されていた他の材料には、アクリルの覗き窓や、中性子放射線を遮蔽する木質繊維とプラスチックでできたベネレックス遮蔽物などがあった。鉛で裏打ちされたグローブの操作は、骨の折れる作業だった。

放射性作業用のグローブボックスの中には不活性状態にあるものもあり、例えば窒素で満たされたボックスの中にアルゴンで満たされたボックスが入っている。アルゴンボックスにはガス処理システムが装備されており、溶融塩での電気化学実験が行えるようガスを非常に純粋に保っている。^[2]

グローブボックスは、嫌気性菌やバイオセーフティレベルの高い病原体を扱う生物科学の分野でも使用されます。

危険物用グローブボックスは、通常、周囲の大気より低い圧力に保たれているため、微細な漏れがあっても、危険物の流出ではなく空気の吸入につながります。危険物用グローブボックスには、危険物を封じ込めるために、排気口に HEPAフィルターが組み込まれているのが一般的です。

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  爆発や爆縮に対する特別な保護機能を備えた、真空中で危険物質を取り扱うための金属製グローブボックス
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  国際宇宙ステーションでポータブルグローブボックスを操作するセルゲイ・クリカレフ
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  複数のポートを備えたグローブボックスにより、複数のオペレーターが異なる側からアクセス可能
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  実験装置の周りに構築されたグローブボックスのようなシールド
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  原子力産業における大型グローブボックス
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  UCL化学工学部の科学者がグローブボックスを使ってサンプルを操作している
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  顕微鏡とエアロックを備えたグローブボックス
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  ナノマテリアルハンドリンググローブボックス
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  医薬品用途に使用する不活性グローブボックス（吸湿性サンプルの計量と梱包）
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  アルゴン乾燥チャンバー内のスーパーキャパシタ試験セルアセンブリ。現代のスーパーキャパシタは、湿気から保護する必要がある有機電解質で動作します。そのため、スーパーキャパシタは、高純度アルゴン環境の乾燥チャンバー内で電解質で満たされました。

ウィキメディア・コモンズには、グローブボックスに関連するメディアがあります。

• デシケーターは、湿気に敏感だが、水と急激にまたは激しく反応しない化学物質を保管するために使用されます。
• ヒュームフードは、作業者の保護が少なくても同じ雰囲気を使用できる危険物取り扱いに使用されます。
• ホットセルでは、オペレータの保護を強化する必要がある場合に放射線封じ込めを行うために、リモートマニピュレータが使用されることがよくあります。
• サンドブラスト キャビネットは、内部の高速研磨粒子からユーザーを保護するグローブボックスの一種です。
• シュレンクラインは、酸素や湿気に敏感な化学物質を扱うために使用されます。

• Rob Toreki (2004 年 5 月 24 日)。「グローブ ボックス」。カスタム パッケージング。Interactive Learning Paradigms Incorporated。
• Tomme (2004 年 5 月 24 日)。「グローブ ボックス」。The Glassware Gallery。Interactive Learning Paradigms Incorporated。
• アメリカグローブボックス協会
• ハンス・ユルゲン・ベッスラーとフランク・レーマン:封じ込め技術: 製薬および食品加工業界の進歩。シュプリンガー、ベルリン 2013