2011-5-6 08:38:37
科技日报
延 伸 阅 读 |
在冒着浓烟的火灾现场,一位消防员奋不顾身地冲进了一个房间,但就在即将接近求救者的时候,却被一道火墙挡住了去路。这时只见他拿出了一杆类似于步枪的东西,对着火焰的根部扣动扳机,顿时一道光束从“电枪”中喷射而出,先前还炙热难耐的火焰立即就被撕开了一道口子。沿着这条通道,消防员成功将求救者带到了安全地带。
这一场景并非来自于科幻电影,而是科学家在不久前召开的美国化学协会第241次全国会议及博览会上对一种新型灭火技术的描述。据这位科学家称,或许再过几年,这种“电枪”就能出现在消防员的装备当中,成为灭火救人的超级武器。
灵感来自200年前
负责该项研究的美国哈佛大学勒德维科·卡德马提瑞博士说,其实早在两百年前就有科学家发现,电流可以改变火焰的形状、方向,甚至还能直接将其熄灭。但将电流和灭火直接联系在一起的人却并不多。对于目前所广泛使用的水力及其他液体灭火系统而言,最大的缺点在于除火灾的破坏外,浸泡也会对建筑物和其中的物品造成无法挽回的损坏。如果能用电灭火,不但可以避免类似情况的发生,还能使整个消防系统更为小巧,便于消防人员携带。
为了让实验更有针对性,卡德马提瑞的团队对燃烧现象进行了重新的审视和研究。研究人员发现,虽然燃烧现象十分多样,成因也很复杂,需要多种条件同时具备才能发生,但其本质上仍主要是一种化学反应。在燃烧所产生的火焰中一般都会形成碳粒子或炭黑,由于碳粒子极易带电,在电场力的作用下,碳粒子会对火焰的稳定性产生较大的影响,通过对这些粒子施加电流就能间接地实现控制火焰的目的。
实验中,通过使用一个600瓦的电流放大器和一个发射电流的探头,研究人员就可以将空地上的一团30多厘米高的火焰熄灭。卡德马提瑞说,即便使用更低的电流强度也可以实现对火焰的有效压制,而要使用更大的电流,火焰将能更快得到控制。
可远距离灭火 善应对封闭空间
卡德马提瑞博士表示,他们非常看好这项科研成果的发展前景,相信它可以在许多领域内得到广泛应用。研究的资助方美国国防部高级研究计划局(DARPA)和美国能源部也对此给予了极大的关注。
对于常规火灾来说,电子灭火器将成为消防员们的得力武器,研究人员称在不远的将来他们将开发出手持式或背包式电子灭火装置。消防员可以背着这样的背包灭火器,更灵活地与火焰周旋;不需要向火焰里投放任何其他材料,仅需控制导电棒,他们可以在距离火焰更远的地方进行灭火作业;在遇到诸如文章开头所描述的情况时,消防员也可以轻松地在火场中开辟出一条“生命通道”,让被困者快速逃离危险区域;相对于普通液体或泡沫灭火器而言,电子灭火器不但节约用水,也不会因产生水或者泡沫对火场中完好的财物造成二次破坏。
研究人员称,这种技术在封闭空间中具有更好的灭火性能,例如在处置发生在装甲车、飞机、潜水艇或汽车中的火灾时,电子灭火器可发挥出比传统泡沫或粉末灭火器更优越的性能,可迅速熄灭燃烧物,保证人员和设备安全。同时,这种技术还可以用在建筑物天花板上的电子喷头上,从而能在第一时间对火势进行报警和控制。
此外,卡德马提瑞和他的同事还发现,这种灭火的技术同样也可以用在控制燃烧上,以进一步提高原有技术的燃烧效率。在如汽车发动机、发电站以及使用火焰进行焊接和切割的设备中,均可应用这种技术。
不过,卡德马提瑞也承认,该研究现在还处于初级阶段,距离商业化生产和大规模应用尚需时日,并且对于包括森林火灾在内的大型火灾来说,这种技术暂时还无能为力,因此,电子灭火器目前还无法取代传统的灭火方式。
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