一氧化二氮的故事

2012-11-05 陳春蘭      】

   一氧化二氮是什么?

  一氧化二氮(Nitrous oxide)是一種無色有甜味的氣體,化學(xué)式為N2O,又稱“笑氣”、氧化亞氮,能溶于水、乙醇 、乙醚及濃硫酸 。是一種氧化劑,在一定條件下能支持燃燒,但在室溫下穩(wěn)定。遇乙醚、乙烯等易燃氣體能起助燃作用,可加劇火焰的燃燒。

  笑氣的由來

  200年前,英國化學(xué)家Joseph Priestley首先發(fā)現(xiàn)了一氧化二氮(N2O)。沒過幾年,英國化學(xué)家Humphrey Davy首先在實臉室制得了這種無色、無臭、略帶點甜味的氣體。他隨便吸了一點,沒料到自己竟會情不自禁地大笑起來。細心的戴維請來自己的朋友,讓他們也吸了一點,結(jié)果人人都毫不例外地開懷大笑,于是一氧化二氮就獲得“笑氣”之別名。

   一氧化二氮有什么作用呢? 

  在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

   1844年,美國化學(xué)愛好者柯爾頓打出一幅廣告,說他準備在第二天上午9時,免費向20位志愿者提供40加侖笑氣,供他們開心大笑一場。第二天,20名志愿者應(yīng)邀吸入這種氣體后,人人手舞足蹈、哈哈大笑。其中一位志愿者得意忘形時竟從樓上跳下,使得大腿骨折,而其本人卻一如當(dāng)初,毫不覺得痛苦。牙科醫(yī)生維爾斯目睹了全過程,深受啟發(fā)。他認為一氧化二氮除了能使人發(fā)笑外,還可能有麻醉鎮(zhèn)痛效果。從那以后,維爾斯給病人拔牙前,先讓患者吸入笑氣,患者果然不覺得疼痛了,并能從而譜寫了麻醉醫(yī)學(xué)史上的新篇章。尤其在牙醫(yī)師領(lǐng)域,因為通常牙醫(yī)師無專職的麻醉師,而診療過程中常需要保持清醒,能依命令做出口腔反應(yīng),故在此氣體給牙醫(yī)師帶來極大的方便。

  一氧化二氮能使病人喪失痛覺,而且吸入后仍然可以保持意識,不會神志不清,這一特點使一氧化二氮的麻醉作用在分娩過程中得到了廣泛應(yīng)用。臨床應(yīng)用的笑氣是由50%氧化亞氮與50%氧氣混合而成,為無色、有甜味的惰性無機合體,化學(xué)性能穩(wěn)定,不易燃燒爆炸,通過抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放和神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)及改變離子通道的通透性而產(chǎn)生藥理作用,對呼吸道無刺激,與血紅蛋白不結(jié)合,對心、肝、腎等無不良影響。笑氣吸入后顯效快,30~50秒 即產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用,分娩后作用消失,鎮(zhèn)痛效果好,副反應(yīng)小,對孕婦和胎兒安全率高,并且易被產(chǎn)婦接受,有醫(yī)師認為笑氣是一種較理想的分娩鎮(zhèn)痛氣體。

  一氧化二氮與咪達唑侖聯(lián)合應(yīng)用于人工流產(chǎn)的手術(shù)中,在胃鏡檢查中也取得了滿意效果。

  果蔬保鮮

  有研究報道N2O處理可以延長頑拗型種子——荔枝和龍眼種子的儲藏壽命,還可抑制番茄果實乙烯產(chǎn)生,減少一些躍變和非躍變型果實腐爛發(fā)生。提高香蕉的保鮮效果,降低香蕉冠腐病的發(fā)生率。

   
   

一氧化二氮的水果保鮮技術(shù)

  在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用

  由于笑氣既不會燃燒也無毒,是一種助燃劑,在航天技術(shù)方面,笑氣的用處將相當(dāng)廣泛,它不僅可以用于固液發(fā)動機,還可以用于冷氣推進、單組元推進、雙組元推進和電熱推進,推力從毫牛級到牛頓級以至千牛級;最初是用在幫助二戰(zhàn)時德軍飛機迅速逃離戰(zhàn)場。

  因為笑氣的分解產(chǎn)物是氧氣和氮氣,將氧氣收集起來,可以供航天員使用,因此,笑氣還可以作為飛船的氧源;同時,液態(tài)笑氣轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)時會吸收大量熱量,也可以作為飛船的冷源。

  美國spacedev公司曾建造了首艘私營亞軌道載人飛船“太空船一號”,該飛船采用一氧化二氮和橡膠作為其固液混合推進系統(tǒng)的燃料,2004年在一周內(nèi)兩次飛入太空,從而開創(chuàng)了載人航天采用無毒安全推進劑的歷史,由此贏得了1000萬美元的“安薩里X獎”。

  1999年,英國在小衛(wèi)星上采用了一氧化二氮作為電阻加熱式發(fā)動機推進劑。由于不是載人航天,在世界上的影響不像“太空船一號”這樣大。

  美國內(nèi)華達山脈公司正在研制一種名為追夢者的新型的載人飛行器,這種飛行器可能具備垂直起飛,水平著陸的能力,在發(fā)射時,飛船將綁在發(fā)射臺上一個大型火箭助推器上?!白穳粽摺憋w船不使用低溫液氫或含氧燃料,相反,它將使用燃燒液態(tài)一氧化二氮(笑氣)氧化劑和固體橡膠燃料固液混合火箭。

 

 

太空船一號

   
 

  在汽車加速系統(tǒng)上的應(yīng)用

  氮氣加速系統(tǒng)是由美國HOLLEY公司開發(fā)的產(chǎn)品。在目前世界直線加速賽中,為了在瞬間提高發(fā)動機功率,利用的液態(tài)氮氧化物系統(tǒng)正是NOS,NOS是以一氧化二氮灌入引擎后提升爆發(fā)力的,二次世界大戰(zhàn)期間德國空軍使用的就是NOS,戰(zhàn)爭結(jié)束后才逐漸被用于民用汽車的改裝上。

  汽車加速改裝需要能承受極大負荷的引擎,所以改裝大多是一些知名品牌的大集合。對于EVO的改裝,應(yīng)該說國內(nèi)的技術(shù)已經(jīng)非常成熟了。各類改裝大賽,EVO和翼豹是絕對少不了的角色。甚至在國內(nèi),衡量一個改裝店的實力,就是能否改裝出一輛狂熱的EVO或者翼豹出來,在日系昌盛的珠三角,這種風(fēng)氣更是盛行。

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