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,英國化學家Joseph Priestley首先發(fā)現了一氧化二氮(N2O)。沒過幾年,英國化學家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)學上的應用
1844年,美國化學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)學史上的新篇章。尤其在牙醫(yī)師領域,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,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用。臨床應用的笑氣是由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,化學性能穩(wěn)定,不易燃燒爆炸,通過抑制中樞神經系統神經遞質的釋放和神經沖動的傳導及改變離子通道的通透性而產生藥理作用,對呼吸道無刺激,與血紅蛋白不結合,對心、肝、腎等無不良影響。笑氣吸入后顯效快,30~50秒 即產生鎮(zhèn)痛作用,分娩后作用消失,鎮(zhèn)痛效果好,副反應小,對孕婦和胎兒安全率高,并且易被產婦接受,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合應用于人工流產的手術中,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。
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一氧化二氮的水果保鮮技術
在航空航天領域中的應用
由于笑氣既不會燃燒也無毒,是一種助燃劑,在航天技術方面,笑氣的用處將相當廣泛,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的燃料,2004年在一周內兩次飛入太空,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。“追夢者”飛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。
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太空船一號 |
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在汽車加速系統上的應用
氮氣加速系統是由美國HOLLEY公司開發(fā)的產品。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,應該說國內的技術已經非常成熟了。各類改裝大賽,EVO和翼豹是絕對少不了的角色。甚至在國內,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,這種風氣更是盛行。