Застосування сухої води в електроніці. Система пожежогасіння сухою водою – особливості вогнегасної речовини та пристрої встановлення

Нам знайомі різні типиводи: артезіанська, важка, в молекулі якої присутні ізотопи водню – дейтерія, радіоактивна, забруднена радіонуклідами, термальна. Але є ще один тип води – суха.

У 1968 році вчені виявили, як порошок двоокису кремнію, що потрапив у воду, майже миттєво перетворив воду на суху сипку речовину. Відкриття було запатентовано, і суха вода знайшла своє застосування в косметичній індустрії. Але лише на початку нинішнього століттяв наукових колахпочалися обговорення застосування “сухої води” у сучасної промисловостіта використання її як засіб захисту навколишнього середовища.

"Суха вода" з точки зору хімії

При змішуванні 0,05 частин діоксиду кремнію і 0,95 частин дистильованої води починається процес обволікання крапель води розміром трохи більше мікрона оболонкою з двоокису кремнію. Через півтори хвилини процес завершується, і перед поглядом експериментатора постає маса, схожа на пудру або дрібний білий пісок.
Гідрофобна кремнієва оболонка не дозволяє возз'єднатися краплях води, завдяки чому вода втрачає плинність і наділяється якістю сипучої речовини.

Властивості "сухої води"

Група вчених з Ліверпульського університету, яку очолює доктор Бен Бен Картер, почала вивчення властивостей суміші води з діоксидом кремнію з метою знайти речовину з унікальними властивостями корисне застосування.

Одне з відкриттів, зроблене ліверпульськими дослідниками, відноситься до здатності "сухої води" активно взаємодіяти з газами. Зокрема, властивість ефективного поглинання величезного обсягу Вуглекислий газможна з успіхом застосовувати у боротьбі з глобальним потеплінням. Як відомо, вуглекислий газ, накопичуючись в атмосфері у надлишкових кількостях, викликає “ парниковий ефект”. Суха вода допоможе значно знизити концентрацію вуглекислого газу в атмосфері.

Інший досвід дозволив виявити таку властивість осушеної кремнеземом води, як взаємодія з метаном. З'єднання порошкоподібної води з метаном дозволить значно збільшити безпеку транспортування метану, що в умовах поступового переходу на альтернативне паливо стає вирішенням проблеми зберігання та перевезення метану. Та й багато потенційно небезпечних рідин, перетворених за допомогою “сухої води” на порошок, стають безпечними з точки зору вдосконалення способів транспортування та зберігання.

Порошкоподібну воду пропонується використовувати і в харчової промисловості. Так, додаючи її як каталізатор у процесі отримання бурштинової кислоти, можна домогтися збільшення енергоефективності виробництва ліків та товарів народного споживання.

А чи знаєте ви?

Ще один тип “сухої води” було відкрито вченими із США. Причому ця вода немає нічого спільного з порошкоподібної субстанцією як суміші з діоксидом кремнію. Це рідина зі складною хімічною формулою, що має незвичайні властивості:

не змочує поверхні;
не розчиняє цукор;
не проводить електричного струму;
кипить при температурі -49°С;
миттєво випаровується при розпиленні.

Запатентована назва цієї рідини Novec1230.

"Суха вода: феномен або науковий факт?", БК "ПОШУК", Розповісти друзям:Травень 20th, 2017

Якщо ні то саме для Вас присвячений цей пост, щоб піднести для Вас щось нове і незвичайне.

Відео про властивості води:

Додаткова інформація:
Давно відома хімікам речовина, що називається «суха вода», була запатентована ще 42 роки тому, в 1968 році. Тоді вона мала величезну популярність у косметичній промисловості.

Зараз суха вода викликає набагато більший інтерес як засіб захисту довкілля та боротьби з кліматичними змінами.

Зовні ця вода схожа на білий дрібний пісок і насправді є дрібними крапельками води у водовідштовхувальній кремнієвій оболонці. А кремній, як відомо, входить до складу звичайного пляжного піску. Оболонка перешкоджає з'єднанню молекул води та перетворенню їх назад у рідину.

Виробництво сухої води - нескладний і швидкий процес. На високій швидкості змішується вода і кремній, і вже за 90 секунд суха вода готова.

Отриманий у такий спосіб порошок сухої води при взаємодії з газами утворює гідрати – корисні хімічні сполуки.

Бен Картер, вчений з Ліверпульського університету, що досліджує властивості та здібності сухої води, та його колеги, обговорили нещодавно на з'їзді Американського хімічного товариства у Бостоні. різні способизастосування цієї речовини.

Серед безлічі способів її застосування унікальних властивостей, була особливо відзначена здатність сухої води вбирати в великих кількостяхвуглекислий газ - один з тих парникових газів, які викликають глобальне потепління При використанні сухої води виходить зберегти втричі більше вуглекислого газу, ніж якби використовувалася гравітаційна вода. Таким чином, можна досягти значного зниження концентрації парникових газів в атмосфері.

Завдяки здатності даної води взаємодіяти з метаном, вчені збираються знайти безпечний спосіб зберігання метанового палива для автомобілів, що працюють на природному газі. Отримання гідрату метану уможливлює вдосконалення системи зберігання та транспортування цього природного газуі є ключовим моментомрозробки альтернативного палива.

Бен Картер вважає, що якщо до суміші додати гелеутворюючий агент, суха вода стане більш придатною до переробки. Суху воду тоді можливо буде використовувати неодноразово, так як гель міцніший за порошк.

Вчені пропонують використовувати суху воду під час виробництва харчових продуктівта їх компонентів та інших товарів споживання. Застосування сухої води, як довели лабораторні випробування, може прискорити каталітичні реакціїпри виробництві даних товарів, а також зробити хімічну обробку при цьому більш енергоефективною та менш шкідливою для навколишнього середовища.

Суха вода буде корисна для вдосконалення способів перевезення та зберігання різних потенційно небезпечних рідин, оскільки перетворюватиме їх на сухий порошок.

Завдяки своїм властивостям суха вода допомагає захищати навколишнє середовищевід небезпечного впливурізних шкідливих реагентів. А також може бути корисна при виробництві харчових продуктів.

Доброго дня, шановні хабракористувачі! Ви чули про компанію 3М?

Ми - компанія, яка любить технології та інновації. Думаємо, що в цьому ми схожі з вами. Ми винайшли речі, які ви використовуєте щодня, але, можливо, навіть не підозрюєте про це! Тому ми відкриваємо невеликий цикл статей, присвячених продуктам та технологіям 3М.

Наш перший пост присвячений газовій вогнегасній речовині Novec 1230, його історії та застосуванню.
Розповідь співробітниці «з перших вуст».

Чи може бути вода сухою? Чи що таке безпечне пожежогасіння?

Сьогодні в наше життя міцно увійшло слово «інновації», воно вживається так часто, що, здається, втратило свій первісний зміст. Я працюю в компанії 3М у складі команди технологій для електронної промисловості, і щодня стикаюся з дивовижним світомвинаходів 3М, деякі з яких ви вже напевно знаєте - наждачний папір, клейка стрічка Scotch, листочки Post-it.
Бажання Бінга Кросбі записувати свої радіо програми спонукало компанію 3М до створення магнітної стрічки для звукозапису, яка стала стандартом для студії звукозапису та мовлення, здійснивши революцію в індустрії розваг. Ніл Армстронг в 1969 році зробив свій перший крок по Місяцю у взутті, підошви якого були зроблені з матеріалу Thinsulate, ще одного винаходу компанії 3М. Про наші винаходи можна розповідати довго та цікаво, але сьогодні я хотіла б зупинитися на одному з них.

Відео

Можливо, хтось уже чув про «суху воду», бачив ролики, а яких в акваріум із водою занурюють паспорти та книги, працюючий телевізор, мобільний телефонабо подовжувач, включений до розетки.

Виглядає приголомшливо! Однак це не фокуси! Ця «суха вода» не що інше, як інновація компанії 3М, газова вогнегасна речовина Novec 1230, розроблена нашою компанією для використання в системах газового пожежогасіння, більш того, це новий клас хімічних речовин, що використовуються у міжнародній практиці.

Novec 1230 є абсолютно безпечним для електроніки!

Про нього та про нього дивовижні властивостія хотіла б розповісти. Ця тема здається особливо актуальною сьогодні, коли будівлі будуються набагато вищими, ніж можуть дотягнутися сходи пожежних машин, і люди не мають можливості швидко евакуюватися, дорогі сервери зберігають безцінну інформацію, існують об'єкти, оснащені складною автоматикою, на яких потрібна постійна присутність операторів та безперервна робота обладнання, наприклад, як центри управління польотами аеропортів. Простий приклад - диспетчери ЦУПів мають на своїх робочих місцях ізолюючі протигази, в яких, у разі спрацьовування системи газового автоматичного пожежогасіння на основі хладону або вуглекислого газу, смертельно небезпечного для людини, вони повинні продовжувати роботу протягом 20 хвилин до перемикання роботи Центру управління на резервний.

Навіщо це потрібно?

Відомо, що наслідки гасіння пожежі найчастіше бувають настільки ж тяжкими, як і вплив самого вогню. Вода, порошок псують обладнання, документацію, витвори мистецтва та все цінне, що знаходиться у приміщенні; гази - інерген, хладон, вуглекислота впливають на матеріальні цінностіне так сильно, але вони смертельно небезпечні для людей, що знаходяться в приміщенні, тому вимагають їх негайної евакуації.
У пошуку поєднання параметрів ефективності та безпеки пожежогасних речовин за останні десятиліттязмінилося кілька поколінь від вуглекислоти та інертних газів – до хладонов. Проте здебільшого вони мають серйозні обмеження щодо застосування. Як я згадувала раніше, системи на вуглекислоті смертельно небезпечні для людини, а холоди першого покоління заборонені в усьому світі у зв'язку з колосальним. негативним впливомна атмосферу. А це важливий фактор, адже глобальне потепління йде рекордними темпами. Наприклад, льодовик на горі Кіліманджаро, який за підрахунками вчених мав розтанути до 2015 року, розтанув уже 2005 року.

Як ми це вигадали

Розуміючи недоліки існуючих агентів для газового пожежогасіння, група вчених 3М не стала модифікувати хладони, а спрямувала свої зусилля у нове русло. Вирішили використовувати одну з базових технологічних платформ 3М – хімію перфторованих органічних сполук. До речі, ця технологія дозволяє компанії досягати успіху в області надтонкого очищення різних деталей, нанесення захисних покриттів на скло, метали та пластик, а також охолодження електронних пристроїв.
10-річний період дослідницької роботиувінчався справжнім успіхом – було створено та введено у міжнародну практику новий клас газових вогнегасних речовин – фторовані кетони. Численні тестові випробування, проведені провідними світовими організаціями, що спеціалізуються в області пожежної безпеки, викликали здивування у експертів: фторкетони виявилися не тільки відмінними вогнегасними речовинами (з ефективністю аналогічною хладонам), але при цьому показали позитивний екологічний і токсикологічний профіль.

Трохи нудної хімії

Отже, фторкетони. Це синтетичні органічні речовини, У молекулі яких всі атоми водню замінені на міцно пов'язані з вуглецевим скелетом атоми фтору. Такі зміни роблять речовину інертною з погляду взаємодії з іншими молекулами. Чому "суха" вода?
Novec 1230 (ФК-5-1-12) (флуорокетон С-6) являє собою безбарвну прозору рідинузі слабовираженим запахом, яка важча за воду в 1,6 разів і, що особливо важливо - не проводить електрику. Його діелектрична проникність- 2,3 (за одиницю як зразок прийнятий осушений азот).

Вихід Novec 1230 із насадка під час гасіння пожежі

Інноваційні властивості цієї вогнегасної речовини пояснюються будовою його шестивуглецевої молекули, що має слабкі зв'язки. Вони дозволяють Novec 1230 швидко переходити з рідкого стануу газоподібне та активно поглинати теплову енергіювогню. Пригнічення пожежі здійснюється за рахунок ефекту охолодження (70%). Також відбувається хімічна реакція пригнічення полум'я (30%). При цьому не знижується концентрація кисню в приміщенні (що важливо для збільшення часу евакуації людей із приміщення). Речовина миттєво випаровується, не вступаючи в хімічні реакції, що дозволяє не завдавати шкоди матеріалам та дорогому обладнанню, а діелектричні властивості запобігають короткому замиканню.

Як це працює?

інше важлива властивістьфторкетонів - вкрай низька розчинність у воді, яка не дозволяє речовині пройти через клітинні мембранив організм, тобто. забезпечує їх низьку токсичність і високу теплоємність парів, що призводить до активного охолодження полум'я та його гасіння. А це означає, що люди, що знаходяться в приміщенні в момент спрацьовування системи, не наражаються на небезпеку. Системою пожежогасіння на основі Novec 1230 обладнані Центри управління польотами аеропортів Внуково та Кольцово, диспетчери можуть виконувати свою роботу при спрацьовуванні системи, не наражаючи свого життя на ризик.

Як це впливає на людину?

Окремо зупинюся на такому показнику як рівень безпеки пожежогасного агента для людей. Вона визначається різницею між робочою концентрацією та гранично допустимою концентрацією. У світовій практиці застосовується параметр, який називають NOAEL (No Observed Adverse Effect Level - концентрація, що не викликає шкідливого впливу). Він встановлює порогову концентрацію речовин по кардіосенсибілізуючому та кардіотоксичному впливу на організм. Іноді цю різницю називають запасом безпеки, який компенсує неточності розрахунку кількості газового агента в системі, нерівномірність розподілу за обсягом приміщення, використання підвищувальних коефіцієнтів для розрахункової концентрації та інші фактори. Від'ємне значенняцього параметра свідчить про небезпеку агента робочої концентрації після спрацьовування системи.

Так, системи, що використовують «інертні» гази (не підтримують горіння), використовують принцип гасіння вогню шляхом розведення кисню повітря до значень, значно нижчий за рівень нормальної повітряному середовищі(12-13% проти 21% у звичайному повітрі). Це призводить до ризику виникнення задухи у людей, що знаходяться в приміщенні, хоча токсичною дією такі гази не мають. Окремо слід сказати про вуглекислий газ, для якого робочі концентрації завжди є смертельними для людини. Це з його фізіологічним впливом на організм при концентраціях вище 5% (порівнювати нормативна вогнегасна концентрація для СО2 становить 35%).

Хімічні агенти не знижують концентрацію кисню у приміщенні. Тому їм вирішальним чинником безпеки для персоналу є коефіцієнт запасу, розглянутий раніше. Для приміщень, де за виробничою потребою можуть бути люди, навіть короткочасно, слід вибирати агенти з максимальним запасом безпеки.

Щодо екології

Тепер про екологічну складову вогнегасних речовин. Особливо за умов міжнародної інтеграції та ратифікації біля РФ документів, прийнятих світовим співтовариством. Прикладом може бути виконання Росією зобов'язань за Монреальським протоколом, що призвело до заборони виробництва, імпорту та використання на території нашої країни багатьох газових вогнегасних речовин, що мають озоноруйнівні властивості. На черзі – скорочення викидів агентів з високим потенціаломглобального потепління, серед яких, велику часткузаймають хладони для пожежогасіння.

Ратифікація Кіотського протоколу у Росії ( Федеральний законвід 4 листопада 2004 р. N 128-ФЗ "Про ратифікацію Кіотського протоколу до Рамкової конвенції Організації Об'єднаних Націй про зміну клімату") також передбачає поступове скорочення таких викидів.
У 2011 році на конференції ООН зі зміни клімату одразу кілька країн виступили з ініціативою запровадити заборону на використання хладону-23 та режим суворого контролю обсягів споживання та поступового скорочення викидів основних хладонів для пожежогасіння (хладон-125, хладон-227 та ін.). Такі заходи життєво необхідні, оскільки інакше утримати процес глобального потепління в рамках, визначених вченими як помірно небезпечні для земного клімату, просто неможливо. Результати цих ініціатив не змусили на себе довго чекати: першим впровадити ці нові заходи екологічної безпекивирішили країни Європейського Союзу. Наразі відповідні поправки до законодавства ЄС перебувають на затвердженні. На черзі та інші учасники міжнародної спільноти, адже проблема глобальних зміну кліматі нашої планети є спільною всім країн.

При випуску Novec 1230 в атмосферу фторкетони легко руйнуються в верхніх шарахатмосфери під впливом ультрафіолету агент видаляється з навколишнього середовища протягом 5 діб. Немає також кумулятивний ефект, властивий хладонам, тобто. речовина не зберігається у атмосфері десятиліттями і навіть століттями.

Для порівняння, випуск установки газового пожежогасіння (ГПТ) на основі хладону (348 кг хладону 227), рівносильний викиду в атмосферу 1008926 кг CO2, що порівняно з річним викидом СО2 від 211 легкових автомобілів. Випуск установки ГПТ на основі фторкетонів (401 кг Novec 1230) дорівнює викиду 401 кг CO2 (0,07 машини на рік). Його також можна порівняти з викидом вуглекислого газу від життєдіяльності однієї корови протягом місяця.

Саме тому фторкетон ФК-5-1-12 (Novec 1230) дуже швидко був включений у всі міжнародні та регіональні стандарти газового пожежогасіння, склавши серйозну конкуренцію старому класу агентів – хладонам, до яких накопичилося чимало питань, як у екологів, так і у фахівців із протипожежного захисту.

Де можна зустріти

Говорячи про перелік об'єктів, які можна захищати від пожежі такими установками, слід мати на увазі, що за російськими та міжнародним сертифікатамустановками з ГОТВ Novec 1230 можна гасити загоряння твердих горючих матеріалів, включаючи паперові архіви без доступу пожежних, легкозаймистих рідин та обладнання під напругою. Таким чином покриваються практично всі завдання захисту особливо цінних об'єктів підприємства.

Установка Novec 1230

Наразі опрацьовується питання сертифікації агента для гасіння пожеж класу C (тобто горючих газів). останній варіантіз можливих. При цьому створення спеціальних умовдля обладнання не потрібно - установки можуть експлуатуватись при температурах від мінус 20°С до плюс 50°С. Це вимоги до умов розташування балонів. У приміщенні, куди виробляється випуск, температура може істотно відрізнятися від наведених значень, як меншу, так і більшу сторону. Є приклади використання систем на об'єктах за умов суворого клімату, у разі модулі системи встановлюються в теплоізольований відсік.
Підсумовуючи вищесказане, можна констатувати, що остаточний вибір агента пожежогасіння залежить від критеріїв, важливих для кожного з нас: ефективність та вартість, відповідність нормативно-технічним стандартам, безпека для людини та навколишнього середовища. Саме цими критеріями керувалися вчені компанії 3М, створюючи фторкетон Novec1230.

Мрія будь-якого програміста:)

Сподіваємося, наша розповідь була цікавою та пізнавальною. Ми хотіли познайомити вас з одним із ключових продуктів компанії на російському ринку.
Більше детальну інформаціюВи можете дізнатися

Звісно, це жарт. Суху воду не їдять. Точніше, не п'ють. Ця речовина була розроблена в США в 2004 році з чисто практичними цілями. І якби не його незвичайні властивостіу поєднанні з подібністю до звичайної води, напевно, ніхто, крім фахівців, і не дізнався б про нього.
У нашій країні інтерес до нього виник після появи сюжету про суху воду у програмі Галілео.

Загадкова рідина без кольору та запаху, так схожа на воду, зацікавила багатьох.
Адже суха вода:

не проводить електрики;
кипить за температури 49°C;
не змочує поверхні.

На практиці це означає, що якщо опустити до неї мобільний телефон (планшет, включений до розетки монітор), він буде спокійно працювати. Аркуш паперу, поміщений у цю воду, не намокне, а чорнило – не розпливеться. Цукор та сіль у цій «воді» не розчиняються. Зробити чай чи каву на ній теж не вдасться. У киплячу суху воду можна спокійно опустити руку це ще один ефектний фокус.

Суха вода: застосування

Може здатися, що суха вода – це просто інгредієнт для фокусів та приколів, і ніякий практичної користівід неї немає. Але все якраз навпаки. Ця речовина розроблялася на вирішення дуже серйозних завдань. І, якщо ще раз подивитися на його властивості, можна навіть здогадатися, з якими саме.
Для тих, хто не здогадався, розказуємо. Суха вода була створена для систем автоматичного пожежогасіння. Ті, хто хоч раз стикався з наслідками гасіння навіть невеликого займання, обов'язково оцінять переваги сухої води.
Уявіть, що в офісі спрацювала система пожежогасіння. Осередок займання згашений, але якою ціною! Важлива документація безнадійно зіпсована, офісна техніка, залита водою і піною, не працює, а меблі простіше замінити, ніж упорядковувати.

Але якщо під час гасіння пожежі використовувалася суха вода, всіх цих проблем не виникне. З вогнем ця речовина бореться не гірше, а можливо, і краще, ніж звичайна вода. При цьому папір, меблі та техніка залишаються непошкодженими.

Та що там офіс! Адже пожежа може статися будь-де, наприклад, у бібліотеці чи музеї, великому дата-центрі або на телестанції, або в будь-якому іншому місці, де багато дорогої апаратури, важливих документів, безцінних витворів мистецтва. Уявляєте, які втрати допомагає запобігти сухій воді!

Давно відома хімікам речовина, що називається « суха вода», було запатентовано ще 42 роки тому, 1968 року. Тоді вона мала величезну популярність у косметичній промисловості.

Зараз суха водавикликає набагато більший інтерес як засіб захисту навколишнього середовища та боротьби з кліматичними змінами.

Виробництво сухої води - нескладний і швидкий процес. На високій швидкості змішується вода та кремній, і вже через 90 секунд суха водаготова.

Бен Картер, вчений з Ліверпульського університету, що досліджує властивості та здібності сухої води, та його колеги, обговорили нещодавно на з'їзді Американського хімічного товариства в Бостоні різні способи застосування цієї речовини.

Серед безлічі способів застосування її унікальних властивостей була особливо відзначена здатність сухої води вбирати у великих кількостях вуглекислий газ – один з тих парникових газів, які викликають глобальне потепління. При використанні сухої води виходить зберегти втричі більше вуглекислого газу, ніж якби використовувалася гравітаційна вода. Таким чином, можна досягти значного зниження концентрації парникових газів в атмосфері.

Завдяки здатності даної води взаємодіяти з метаном, вчені збираються знайти безпечний спосіб зберігання метанового палива для автомобілів, що працюють на природному газі. Отримання гідрату метану уможливлює вдосконалення системи зберігання та транспортування цього природного газу і є ключовим моментом при розробці альтернативного палива.

Бен Картер вважає, що якщо до суміші додати гелеутворюючий агент, то суха водастане більш придатною для переробки. Суху воду тоді можливо буде використовувати неодноразово, так як гель міцніший за порошк.

Вчені пропонують використовувати суху воду при виробництві харчових продуктів та їх компонентів та інших товарів споживання. Застосування сухої води, як довели лабораторні випробування, може прискорити каталітичні реакції при виробництві даних товарів, а також зробити хімічну обробку при цьому більш енергоефективною та менш шкідливою для навколишнього середовища.

Буде корисна для вдосконалення способів перевезення та зберігання різних потенційно небезпечних рідин, оскільки перетворюватиме їх на сухий порошок.

Завдяки своїм властивостям, суха водадопомагає захищати довкілля від небезпечного впливу різних шкідливих реагентів. А також може бути корисна при виробництві харчових продуктів.