抑制燃油爆炸添加劑：讓乘客有90秒逃生時(shí)間

　　“當(dāng)初，項(xiàng)目贊助方的目標(biāo)是在墜機(jī)或車子受撞擊后，乘員們有10秒的逃生時(shí)間。現(xiàn)在，假使一架飛機(jī)的燃油含有我們的添加劑，它就不會(huì)在撞地瞬間發(fā)生毀滅性爆炸，里面的乘客可能會(huì)有約90秒的時(shí)間疏散到安全處，”美國加州理工學(xué)院研究員韋明新1日在接受新華社記者電話采訪時(shí)這樣解釋其研究工作的意義。

　　新一期美國學(xué)術(shù)刊物《科學(xué)》當(dāng)天登載了以韋明新為第一作者、關(guān)于燃油添加劑突破性成果的論文，并為此舉行電話記者會(huì)。這家刊物的編輯認(rèn)為，具有防爆效果的燃油添加劑終于能從構(gòu)想成為現(xiàn)實(shí)，這是邁向更安全、更清潔燃油的“重大進(jìn)展”。

　　韋明新本科和碩士畢業(yè)自臺灣大學(xué)，2006年進(jìn)入加州理工學(xué)院，師從朱莉婭·科恩菲爾德教授進(jìn)行高分子研究。他介紹說，從上世紀(jì)60年代開始，人們就知道“超高分子量”的高分子可以降低燃油爆炸風(fēng)險(xiǎn)，但它們的缺點(diǎn)是脆弱，一旦這種高分子通過燃油泵或處于劇烈變化環(huán)境，就會(huì)“從中斷裂”并永久失去效用，因而無法實(shí)際應(yīng)用。

　　1977年，兩架大型客機(jī)在靠近北非的加那利群島某機(jī)場跑道上相撞爆炸，導(dǎo)致580多人死亡。這起事故使學(xué)界對防爆燃油添加劑的研究更加熱衷，其中備受關(guān)注的是英美專家共同合作的“抗霧化燃油”計(jì)劃。為克服高分子的脆弱問題，英方提供一種代號為FM-9的締合高分子，它“就像一根很長繩子中間裝有許多締合基團(tuán)”，通過締合基團(tuán)的作用，這些“繩子”會(huì)組裝成具可逆性的“超分子”，通過燃油泵時(shí)該超分子會(huì)被打散成短的“繩子”，但通過后會(huì)借助締合基團(tuán)重新聚集成超分子。

　　但“抗霧化燃油”計(jì)劃最終還是失敗了。當(dāng)科恩菲爾德團(tuán)隊(duì)自2002年再次研究防爆燃油添加劑后，他們用了約4年時(shí)間總結(jié)該計(jì)劃失敗的教訓(xùn)。韋明新說，雖然初步測試顯示，F(xiàn)M-9締合高分子似乎真能降低燃油爆炸風(fēng)險(xiǎn)，但由于FM-9與航空燃油的兼容性欠佳，并且會(huì)堵塞發(fā)動(dòng)機(jī)，迫使當(dāng)時(shí)的英美研究團(tuán)隊(duì)必須在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油入口處加裝“降解器”。

　　科恩菲爾德團(tuán)隊(duì)的思路是，在一條長柔性高分子骨架的兩端加上具有“尼龍搭扣”性質(zhì)的締合基團(tuán)組成的超大超分子，即它的一個(gè)末端是粗糙的“鉤帶”高分子，另一末端有平滑的“絨帶”高分子。“鉤帶”與“絨帶”結(jié)合，能將高分子鏈組裝成非常長的超分子結(jié)構(gòu)，從而提供防爆效果。當(dāng)通過燃油泵或處于劇烈變化環(huán)境時(shí)，超分子內(nèi)的“鉤帶”和“絨帶”間的結(jié)合會(huì)被拉斷，但骨架鏈仍然完好。回到比較平和的環(huán)境時(shí)，高分子鏈會(huì)重新結(jié)合成超分子。

　　韋明新加入科恩菲爾德團(tuán)隊(duì)后，在締合基團(tuán)、長柔性高分子長度等方面取得一系列突破，歷經(jīng)4年實(shí)現(xiàn)上述思路。他說，控制燃油的爆炸，關(guān)鍵在于能否抑制火情蔓延，他們的超大超分子可以讓燃油霧化形成的液滴變大，進(jìn)而切斷連鎖反應(yīng)，讓火情無法蔓延。

　　2007年美國海軍的研究顯示，如果把燃油平均液滴大小從5微米增加到50微米，那么前者發(fā)生起火爆炸會(huì)把所有東西燒光，而后者起火后卻能自行熄滅。韋明新等人的新成果恰恰與美國海軍的發(fā)現(xiàn)相互呼應(yīng)。

　　韋明新認(rèn)為，其團(tuán)隊(duì)發(fā)明的這種燃油添加劑是一項(xiàng)“有意義的突破”，其優(yōu)異的防爆效果有助減少墜機(jī)、交通事故乃至戰(zhàn)場上炸彈造成的傷亡。

　　對于這種添加劑的應(yīng)用前景，韋明新坦承，他們接觸過一些大型石油企業(yè)，發(fā)現(xiàn)燃油爆炸問題似乎不太受關(guān)注，因?yàn)闃I(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，目前的航空業(yè)已非常成熟，歐美很少有墜機(jī)事件發(fā)生。從經(jīng)濟(jì)上看，這個(gè)技術(shù)會(huì)帶來成本增加，短期內(nèi)對航空業(yè)或相關(guān)產(chǎn)業(yè)卻無實(shí)質(zhì)性回饋。

　　“人們感興趣的反而是該添加劑的其他作用，比如減少輸油管道的輸油阻力，提高柴油排放的清潔程度。這么大的超分子卻能承受環(huán)境劇烈變化而不致?lián)p壞，這是很多人覺得有意思、值得往下走的方向，”韋明新說。