2022年5月,韓國慶州市現代重工海洋管件工廠發生了爆炸事故,4.9噸的液氮儲存罐爆炸的瞬間,液氮罐就像是火箭一樣被「發射」了出去。所幸受傷人員的傷情并不嚴重,都無生命危險。
液氮罐爆炸的恐怖威力使人們十分驚訝,也同時令人好奇,若是爆炸時罐子旁邊湊巧站著人會怎麼樣,人類在落入液氮后能幸免于難嗎?
液氮罐一旦爆炸,威力十分恐怖
在預測人掉入液氮之后會發生什麼事情之前,我們需要先對液氮有詳細的了解。
液氮常被寫作為LN2,從字面上來理解,它就是氮氣的液體形態。液氮算得上是人類在低溫探索當中收獲的東西,因為在正常大氣壓下它的沸點是零下195.79攝氏度,所以必須要讓溫度低于這個限值,氮氣才會變為液態。
液氮是氮氣的液體形態,沸點是零下195.79攝氏度
液氮的特點是無色、無腐蝕性、惰性、不可燃、溫度極低,這是符合氮本身的特點的,畢竟這種物質作為氣體的時候就不怎麼活潑,無法起到助燃的效果。
一般來說,人們會利用壓縮液體空氣分餾的方法來制備液氮,將其制造出來以后裝在特殊的容器當中來使用。
相對于氣態的氮來說,液氮更方便儲存和運輸,所以它的液態形式給人們提供了一種更具成本的產品供應方式。當然,擁有惰性且無腐蝕性的液氮,從表面上來看雖然人畜無害,實際上還是會對人產生威脅的。
液氮要用特殊的容器裝載,并且更方便儲存和運輸
無色、無味、無刺激性的特點讓液氮看起來像是隱形的,讓人們難以察覺,所以有時候人們會意外吸入大量的氮,從而感到噁心、想吐甚至是呼吸困難。
正因如此,一旦液氮泄露,人們應該盡快遠離現場,畢竟吸入較高濃度的時候,就會迅速昏迷,最終呼吸停止。從某種角度來說,它是一款很好的「窒息劑」。
對此有人可能不理解,我們不是在討論液氮的威脅嗎?怎麼以上所說的是過量氮氣引發的結果?
液氮一旦泄露,會對人體造成很嚴重的傷害
這主要是因為液氮在常溫環境當中會迅速從液態轉化為氣態。我們上文中說的液態罐爆炸如火箭發射,正是這種轉化造成的,因為氮氣的體積要比液氮的體積大的多,大約是液氮的180倍左右。
除此之外液氮溫度低的特性,也使其擁有了另一個傷害人的途徑,那就是凍傷。
當液氮與物體表面接觸之后就會迅速沸騰,而在沸騰之后會帶走大量的熱能,最終導致人的皮膚被凍傷。需要注意的是,這種凍傷與大家理解中的常規凍傷不一樣,往往會更加嚴重。
液氮與人體表面接觸,可能會造成其凍傷
根據資料來看,如果液氮直接接觸到皮膚,停留的時間比較久,甚至會凍出「水皰」。沒錯,水皰不僅能燙出來,也能被凍出來。并且這種水皰需要很久才能消下去,即使消除,也會留下永久的疤痕。
所以專業人員在裝填和處理液氮的時候,需要戴上特殊的防凍手套,避免被液氮的低溫凍傷。此外需要注意的是,防凍手套也很講究,尋常的棉質是不行的,這類手套會吸收大量的液氮,造成更為嚴重的凍傷。
進行實驗的時候也要戴上特殊的防凍手套
既然液氮的冷凍能力如此恐怖,當人落入液氮之后還可能幸存嗎?
相信大部分人在充分了解液氮的特性之后,都會給出無法幸存的結論,但實際上,還是有另外一種可能的。因為專家在進行分析之后就發現,一個十分特殊的現象會導致出現兩種結果。
這種特殊現象叫做萊頓弗羅斯特現象,也有人稱其為萊頓弗羅斯特效應。這一現象的首位發現者是赫爾曼·布爾哈夫,但是深入研究的人卻是約翰·戈特洛布·萊頓弗羅斯特,所以就以這位德國醫生的名字進行了命名。
萊頓弗羅斯特效應的原理
這一現象其實很簡單,就是當液體接觸到一個遠超它自身沸點的物質時,在這個液體的表面會出現一層「蒸汽」,這個蒸汽有顯著的隔熱作用,它會讓液體的沸騰、蒸發速度明顯減慢。
一些售賣劣質不粘鍋的商家,常常會使用這種效應來欺騙消費者。他們會在鍋中滴入水滴,然后展示水滴在鍋中來回滾動的情況,以此說明這種鍋是真的非常「絲滑」。
一些不粘鍋也是利用萊頓弗羅斯特現象來進行營銷
值得一提的是,萊頓弗羅斯特效應不僅能在鐵鍋或者鐵板當中實現,還可以被運用在「液氮挑戰」當中。大家都知道,外國人十分喜歡冒險,在此前十分流行的冰桶挑戰當中,有人覺得不夠刺激,便發起了「液氮冰桶挑戰」。
這個發起人是俄羅斯的科學家安東·科諾瓦洛夫,在他的挑戰視訊當中,他的桶里裝的不是普通的水,而是液氮。
當大家都認為他會立即變成一個冷凍人的時候,科諾瓦洛夫卻沒有任何問題,只是表示有些冷。
之所以會這樣,就是因為他利用了萊頓弗羅斯特效應。由于液氮的沸點非常低,與人體的體溫差距非常大,所以液氮在接觸到人體之后,它的表面也會產生一層具有隔熱功能的蒸汽,從而阻止液氮與人們的皮膚直接接觸。
安東·科諾瓦洛夫曾做了「液氮挑戰」
當然,這種挑戰還是有一定危險性的,并且還好液氮在暴露之后會很快揮發,不然的話還是會造成嚴重的結果。因此,人落入液氮的第一種結果就是以上所說的這種,除了感到有些寒冷以外,做到了毫發無損。
至于另外一種結果就沒有那麼樂觀了,因為如果液氮在人體表面停留的時間太久,依舊會造成嚴重的凍傷。萊頓弗羅斯特效應只能在短時間內起效,比如妳將手迅速伸入液氮罐中再拿出來,而隨著停留時間變長,絕緣層就會消失,在這之中皮膚就會直面液氮的恐怖低溫了。
萊頓弗羅斯特效應只能在短時間內起效,手掌不能在液氮里停留太久
由此可見,還是不要輕易進行這種挑戰,更不要高估自己。要知道,如果液氮的凍傷十分嚴重,是無法進行處理的。假如意外進行了接觸,必須要讓接觸部位的皮膚浸入溫水當中,然后立即就醫。
不過拋開液氮造成的這些意外來說,它的用處還是非常多,經常被當成深度制冷劑來使用。
氮氣的各種形態都能應用在各領域
像此前被炒得火熱的人體冷凍手術,就會將處理好的人的遺體放入液氮罐當中進行保存。
許多人不理解為什麼非得用液氮來冷凍,這是因為它的惰性使其在與生物組織親密接觸的時候,能夠立即冷凍還不破壞生物的活性。
生物細胞冷凍會影響細胞活性嗎?
除了被用來冷凍人體以外,人們還會經常用其來冷凍精子和卵子,確保它們能保持活性。冷凍生殖細胞這種做法,給了晚婚晚育人群更多的選擇。
并且隨著研究的進步,一些醫院的皮膚科都會使用「液氮冷凍療法」來為患者治療某些皮膚病,像尋常疣就能夠用液氮冷凍的方法去除,治愈率相當不錯。