Сухая вода пожаротушение. «Сухая вода» в тушении пожаров. Где можно встретить

Нравятся всякие эксперименты, а еще хорошо, когда хотя бы частично, удается понять происходящее в опыте. Вещество о котором идет речь в ролике было разработано компанией 3M в ходе экспериментов по поиску заменителя запрещенному к применению 1993 хладону. Именуется вещество Novek 1230. Оно получило и второе название — сухая вода . Сюжет программы Галилео про сухую воду .

Собственно по итогам опыта: сухая вода к простой воде имеет такое же отношение как мел к муке. Общими свойствами являются только то, что это прозрачные жидкости без вкуса и запаха. А вот дальше все сходства заканчиваются. Формула вещества CF 3 CF 2 C(O)CF(CF 3) 2 на химическую формулу воды не сильно похожа, окислителем в этом случае является фтор (в воде — кислород).
Температура кипения сухой воды 49 градусов, высокая плотность, не проводит ток, что позволяет применять в электронебезопасных помещениях. Распадается под действием ультрафиолета, срок хранения в открытой таре 5 дней. Применяется в пожаротушении, особенно в случаях с помещениями забитыми всякой дорогостоящей электроникой или оборудованием под высоким напряжением — серверные, генераторные, трансформаторы и электростанции. Огнегасящий эффект достигается за счет охлаждения и эффективного поглощения тепла. Сухая вода не разрушает бумагу, поэтому для защиты архивов и музеев от пожаров стараются устанавливать системы пожаротушения именно с веществом Novek 1230. Безвреден для людей, но пить его наверное не стоит — чай и кофе в нем не заваришь из-за низкой температуры кипения, да и не подсластить — сахар не растворяется. Огнетушители на основе сухой воды :

Система пожаротушения с применением сухой воды установлена в Эрмитаже и будет защищать запасники музея.

На миниатюре Пушной в старости, Галилео 2050.

Вторая часть экспериментов с сухой водой — тушение пожаров:

Связанных постов нет

Помимо трех общеизвестных состояний обычной воды существует еще одно – это «сухая вода». Данная смесь представляет собой микроскопические капли влаги в оболочке, в качестве основного вещества которой выступает кремния диоксид. Именно благодаря ему молекулы воды не соединяются друг с другом и она не растекается. Внешне «сухая вода» похожа на порошок.

Особенности состава и качества "сухой воды"

Если разложить Novec 1230 на молекулы, то можно заметить, что в ее составе нет водорода, что приводит к ослаблению связей между молекулами. Novec 1230 отличает более низкая температура замерзания – она составляет -108°C и низкая температура закипания – всего 49°C. «Сухая вода» не проводит ток и не растворяет такие привычные вещества, как сахар и соль. При этом она так же, как и обычная вода, не имеет ни запаха, ни цвета.

Основные направления применения Novec 1230

На данный момент «сухую воду» применяют для тушения пожаров, и в данном направлении она гораздо эффективней обычной воды благодаря своим особенностям. Novec 1230 не испортит документы, книги и вещи, включая технику, так как в процессе тушения пожара она преобразуется в пар, который далее оседает на окружающих поверхностях и постепенно испаряется, на что уходит всего несколько секунд. Такой водой невозможно «намочить» даже самую тонкую бумагу, и подобные качества можно назвать бесценными для тушения возгораний в учреждениях, предназначенных для хранения исторических ценностей, а также на тех предприятиях, работа которых связана с дорогостоящим оборудованием и высоким напряжением.

Непосредственно процесс тушения возгораний с помощью «сухой воды» осуществляется не так, как в традиционном варианте. Novec 1230 вступая в реакцию горения способствует активному поглощению, тогда как обычная вода только снижает температуру и в процессе испарения препятствует взаимодействию огня и кислорода – таким образом, пламя гасится быстро и эффективно, при этом необходимая для этой цели концентрация состава не представляет опасности для здоровья человека.

Еще одно преимущество данного состава – это отсутствие снижения концентрации кислорода в замкнутом пространстве, что существенно увеличивает время, необходимое для спасения людей. К примеру, сотрудники тех же музеев могут спокойно эвакуироваться из помещений, не опасаясь за то, что их органам дыхания или зрения будет нанесен какой-либо вред, и не заботясь о необходимости спасать от порчи имущество, представляющее историческую ценность.
В условиях атмосферы распад «сухой воды» осуществляется в сроки от 3 до 5 дней при условии воздействия на нее ультрафиолетовых лучей. При этом продукты распада не оказывают негативного влияния на озоновый слой. Не представляет она опасности и для людей, однако, употреблять ее внутрь все же не рекомендуется.

Пожаротушение – не единственное направление, в котором может использоваться Novec 1230. Десять лет назад ученые выяснили, что такой состав способен весьма активно поглощать углекислый газ. Последний входит в число парниковых газов, а значит, способствует разрушению озонового слоя. Посредством проведения экспериментов удалось определить, что на протяжении одинакового времени «сухая вода» способна поглотить гораздо больше углекислого газа, чем вода, что позволяет в той же степени уменьшить концентрацию в атмосфере парниковых газов.

Перспективы использования

Подобная технология может применяться для изготовления порошковых эмульсий, в состав которых входит одновременно несколько жидкостей, не смешивающихся между собой. С помощью таких эмульсий можно обеспечить безопасность транспортировки жидкостей, представляющих определенную опасность.

На сегодняшний день специалисты также рассматривают гипотезу о том, что способность к абсорбции газов может оказать существенную помощь в добыче замерзшего метана, который располагается в глубинах океанов.
Помимо этого, ученые пытаются найти наиболее подходящий способ для того, чтобы с помощью Novec 1230 сделать более безопасным хранение топлива для транспортных средств, функционирующих на водороде.

Статью прислал: Kazachok

Если вы увлекаетесь технологиями и любите смотреть образовательные телепередачи, то наверняка слышали о таком веществе, как сухая вода. Однако этим термином называют абсолютно разные по химическому составу вещества. Первое – это жидкость Novec 1230, изобретенная компанией 3M. А второе – белый порошок, который представляет собой молекулы воды в кремниевой оболочке. Мы опишем эти вещества и объясним их способы применения.

Жидкость под названием Novec 1230 была изобретена американской компанией 3М в 2004 году. Вещество не имеет ни цвета, ни запаха, поэтому очень похоже на воду, только отличается от нее интересными свойствами:

• является диэлектриком, то есть не проводит электрический ток;
• плавится при температуре 108 °C, а закипает – при 49°C;
• очень слабо смачивает поверхности;
• не является растворителем.

Такие свойства объясняются химическим составом вещества. Формула сухой воды: CF3CF2C(O)CF(CF3)2. Как видим, в ней отсутствуют атомы водорода и водородные связи.

Во время презентации изобретения в жидкость поместили листы бумаги, которые не намокли, а чернила на них не размазались. Также в воду опустили смартфон, что никак не сказалось на его работоспособности. Интересно, что в Novec 1230 практически ничего не растворяется, поэтому даже не пробуйте заварить чай в этом веществе.

Применение Novec 1230

Многие, узнав о свойствах чудо-воды, захотели приобрести это вещество для демонстрации друзьям различных фокусов. Однако Novec 1230 изобрели для более серьезной цели – тушения пожаров. Почему же нельзя обойтись обычной водой?

Представьте себе, что возгорание происходит в офисе, где много компьютеров и важных документов. Если тушить пожар водой или пеной, документы превратятся в груду мокрой бумаги, а техника просто перестанет работать. К тому же мебель будет испорчена. Если же использовать сухую воду, огонь будет потушен, а документация останется в целости и сохранности (если не успеет сгореть).

Novec 1230 обладает комплексом свойств, полезных при тушении огня:

• поглощение тепла и эффект охлаждения;
• способность ингибировать пламя;
• не меняет концентрацию кислорода в помещении. Это помогает увеличить время эвакуации людей.

Чаще всего системы пожаротушения с сухой водой применяются в музеях, архивах и библиотеках. Также системы с Novec 1230 устанавливают на телестанциях, крупных производствах и в других местах, где находится много дорогой аппаратуры. Интересно, что сухая вода не только не вредит электронике, но и применяется для безопасного метода ее охлаждения. Для этого перегревшиеся приборы полностью погружают в вещество.

Можно ли сделать сухую воду в домашних условиях

Многие интересуются, как сделать сухую воду в домашних условиях. Ответ – никак! Синтез чудо-вещества требует подготовки и специальной аппаратуры. Однако Novec 1230 можно приобрести в специальных магазинах, где торгуют системами противопожарной безопасности. Удовольствие это не из дешевых, поэтому позволить его себе может далеко не каждый.

Вода в кремниевой оболочке

Также сухой водой называют интересное изобретение химиков в 1968 году – мелкодисперсное сыпучее вещество, похожее на песок. Каждый кристаллик этого песка представляет собой каплю воды, обернутую в кремниевую оболочку. Благодаря кремнию молекулы не взаимодействуют между собой и не слипаются, поэтому вода не переходит в жидкое состояние и остается «сухой».

Удивительно, что процесс производства такого материала совсем простой и недлительный. Силиций с водой смешивают в течение 90 секунд на очень большой скорости – и сухая вода готова. Однако дома такой эксперимент повторить невозможно, так как, скорее всего, у вас не найдется прибора, способного смешивать вещества с достаточной скоростью.

Область применения

В самом начале сухую воду использовали в косметической промышленности. Сегодня это вещество применяется во многих сферах жизни. Ученые заметили, что сухая вода способна захватывать и удерживать большое количество углекислого газа. А как известно, этот газ относится к парниковым и является одной из причин глобального потепления. Поэтому сухую воду начали использовать для предупреждения парникового эффекта и защиты окружающей среды.

Также вода в кремниевой оболочке способна взаимодействовать с газами, образуя гидраты. В состоянии гидратов токсические вещества перестают быть опасными для человека. Такое свойство сухой воды начали применять для хранения и перевозки опасных газов, таких как метан, этилен и другие.

June 24th, 2016

Общеизвестно, что вода может пребывать в жидком, твердом и газообразном состояниях. А знаете ли вы, что вода также может быть сухой, как бы парадоксально это не звучало.

«Сухая вода» на 95% состоит из воды и представляет собой крошечные капельки воды, каждая из которых заключена в оболочку из диоксида кремния, препятствующего расплыванию и соединению молекул воды. По виду «сухая вода» напоминает порошок. Если мы посмотрим на химическую формулу сухой воды (CF3CF2C(O)CF(CF3)2) , то увидим, что в ней в отличие от обычной воды отсутствует водород и, как следствие, водородные связи, а это значит, что взаимодействие между молекулами этой воды намного слабее. Другими отличиями «сухой воды» являются ее температура замерзания, которая равняется −108°C, температура кипения, составляющая 49°C, а также неспособность проводить ток. В такой воде нельзя заварить чай или кофе, в ней не растворяются сахар и соль. Среди сходств же с обычной водой числятся отсутствие цвета и запаха.

«Сухая вода» была изобретена еще в 1968 году, однако в то время она не нашла практического применения и на долгие годы была предана забвению.

Вспомнили о ней лишь в 2004 году, когда корпорация ЗМ усовершенствовала «сухую воду» удалив из нее вредный для экологии хладон, и зарегистрировала ее под торговой маркой Novec 1230. С тех пор «сухая вода» стала использоваться в пожаротушении, и быстро приобрела популярность, поскольку показала свои преимущества перед обычной водой. Так, даже при оперативном тушении пожара обычной водой, уцелевшие в огне документы, книги, техника, мебель и другие вещи могут быть безнадежно испорчены этой самой водой. С «сухой водой» такого не произойдет, так как при тушении огня она превращается в пар, который, оседая на предметах, исчезает через несколько секунд не нанося им никакого вреда. Ведущие одной передачи даже проводили наглядный эксперимент, опуская в емкость с «сухой водой» мобильный телефон и лист бумаги, при этом телефон продолжал исправно работать, а бумага даже не намокла. Подобные свойства «сухой воды» были в первую очередь оценены сотрудниками музеев и библиотек, а также владельцами предприятий, где имеется большое количество оборудования под высоким напряжением.

«Сухая вода» даже тушит огонь иначе, вмешиваясь в реакцию горения и поглощая тепло, обычная же вода понижает температуру в очаге возгорания и, испаряясь, перекрывает доступ кислорода к пламени. К тому же Novec 1230 быстро переходит в газообразное состояние даже при небольшой температуре, когда пожар только начался.

Помимо этого, еще одним плюсом «сухой воды» при тушении огня является тот факт, что при ее использовании не снижается концентрация кислорода в помещении, тем самым, увеличивая время эвакуации людей.

Попадая в атмосферу, Novec 1230 под воздействием ультрафиолета распадается за 3-5 дней, не нанося урона озоновому слою Земли. Для человека «сухая вода» также безопасна, но пить ее все же не стоит.

Однако «сухая вода» может применяться не только в пожаротушении. В 2006 году изучая свойства данного вещества, специалисты Ливерпульского Университета обнаружили, что «сухая вода» может оказать большую услугу нашей планете. Дело в том, что она способна активно поглощать углекислый газ, который относится к парниковым газам, способствующим разрушению озонового слоя и, как следствие, глобальному потеплению. Эксперименты показали, что за один и тот же промежуток времени «сухая вода» поглощает в три раза больше углекислого газа, чем обычная вода. Все это дает возможность значительно снизить концентрацию парниковых газов в атмосфере.

Есть предположения о том, что благодаря своей способности абсорбировать газы, «сухая вода» также может помочь в добыче находящегося на дне океанов замерзшего метана, а также других труднодоступных газов.

Также ведутся поиски способа, который смог бы обезопасить хранение топлива для автомобилей, работающих на водороде.

Кроме того, один из специалистов Ливерпульского Университета доктор Бен Картер на 240-м национальном собрании американского химического сообщества в Бостоне рассказал о том, что помимо прочего «сухая вода» является катализатором, ускоряющим реакцию между водородом и малеиновой кислотой, в результате которой образуется янтарная кислота, широко используемая в производстве потребительских товаров. При этом отпадает необходимость помешивать водород и янтарную кислоту, таким образом, процесс становится более энергоэффективным и безопасным для окружающей среды.

К тому же данная технология может использоваться для создания «сухих» порошковых эмульсий, состоящих из нескольких жидкостей, которые не смешиваются между собой, например, воды и масла. Эти эмульсии помогут сделать более безопасными хранение и транспортировку потенциально опасных жидкостей.

Справка:
Фторкетоны - это синтетические органические вещества, в молекуле которого все атомы водорода заменены на прочно связанные с углеродной решеткой атомы фтора. Такие свойства делают вещество инертным во взаимодействии с другими молекулами и ингибитором тепловых реакций. Многочисленные лабораторные исследования и испытания показали, что фторкетоны являются эффективными огнетушащими веществами с положительным экологическим и токсикологическим профилем. Это бесцветная прозрачная жидкость со слабовыраженным запахом, которая тяжелее воды в 1,6 раз. Это эффективный диэлектрик с электрической проницаемостью 2,3, поэтому погруженные даже в «сухую воду» электронные устройства продолжают работать. Поскольку температура кипения этого вещества при давлении 1 атм. составляет 49,2°С, он мгновенно испаряется, не оставляя налета на стенках оборудования.

Вот что сообщает компания ЗМ:

Известно, что последствия тушения пожара зачастую бывают столь же тяжелыми, как и воздействие самого огня. Вода, порошок портят оборудование, документацию, произведения искусства и все ценное, что находится в помещении; газы - инерген, хладон, углекислота воздействуют на материальные ценности не так сильно, но они смертельно опасны для людей, находящихся в защищаемом помещении, поэтому требуют их немедленной эвакуации.

В поиске сочетания параметров эффективности и безопасности пожаротушащих веществ за последние десятилетия сменилось несколько их поколений от углекислоты и инертных газов – до хладонов. Однако в большинстве своем они обладают серьезными ограничениями по применению. Как я упоминала ранее, системы на углекислоте смертельно опасны для человека, а хладоны первого поколения запрещены во всем мире в связи с колоссальным негативным воздействием на атмосферу. А это немаловажный фактор, ведь глобальное потепление идет рекордными темпами. К примеру, ледник на горе Килиманджаро, который по подсчетам ученых должен был растаять к 2015 году, растаял уже в 2005 году

Понимая недостатки существующих агентов для газового пожаротушения, группа ученых 3М не стала модифицировать хладоны, а направила свои усилия в совершенно новое русло. Было принято решение использовать одну из базовых технологических платформ 3М – химию перфторированных органических соединений. К слову, эта технология позволяет компании добиваться успеха в области сверхтонкой очистки различных деталей, нанесения защитных покрытий на стекло, металлы и пластик, а также охлаждения электронных устройств.
10-летний период исследовательской работы увенчался настоящим успехом – был создан и введен в международную практику новый класс газовых огнетушащих веществ – фторированные кетоны. Многочисленные тестовые испытания, проведенные ведущими мировыми организациями, специализирующимися в области пожарной безопасности, вызвали удивление у экспертов: фторкетоны оказались не только отличными огнетушащими веществами (с эффективностью аналогичной хладонам), но при этом, показали весьма положительный экологический и токсикологический профиль.

Немного скучной химии

Итак, фторкетоны. Это синтетические органические вещества, в молекуле которых все атомы водорода заменены на прочно связанные с углеродным скелетом атомы фтора. Такие изменения делают вещество инертным с точки зрения взаимодействия с другими молекулами. Почему «сухая» вода?
Novec 1230 (ФК-5-1-12) (флуорокетон С-6) представляет собой бесцветную прозрачную жидкость со слабовыраженным запахом, которая тяжелее воды в 1,6 раз и, что особенно важно - не проводит электричество. Его диэлектрическая проницаемость - 2,3 (за единицу в качестве эталона принят осушенный азот).

Инновационные свойства этого огнетушащего вещества объясняются строением его шестиуглеродной молекулы, имеющей слабые связи. Они позволяют Novec 1230 быстро переходить из жидкого состояния в газообразное и активно поглощать тепловую энергию огня. Подавление пожара осуществляется за счет эффекта охлаждения (70%). Также происходит химическая реакция ингибирования пламени (30%). При этом не снижается концентрация кислорода в помещении (что важно для увеличения времени эвакуации людей из помещения). Вещество мгновенно испаряется, не вступая в химические реакции, что позволяет не наносить ущерб материалам и дорогостоящему оборудованию, а диэлектрические свойства предотвращают короткое замыкание.

Как это работает?

Другое важное свойство фторкетонов - крайне низкая растворимость в воде, которая не позволяет веществу пройти через клеточные мембраны в организм, т.е. обеспечивает их низкую токсичность и высокую теплоемкость паров, приводящую к активному охлаждению пламени и его тушению. А это значит, что люди, находящиеся в помещении в момент срабатывания системы, не подвергаются опасности. Системой пожаротушения на основе Novec 1230 оборудованы Центры управления полетами аэропортов Внуково и Кольцово, диспетчеры могут выполнять свою работу при срабатывании системы не подвергая свою жизнь риску.

Как это воздействует на человека?

Отдельно остановлюсь на таком показателе как степень безопасности пожаротушащего агента для людей. Она определяется разницей между рабочей концентрацией и предельно допустимой концентрацией. В мировой практике применяется параметр, называемый NOAEL (No Observed Adverse Effect Level - концентрация, не вызывающая вредного воздействия). Он устанавливает пороговую концентрацию веществ по кардиосенсибилизирующему и кардиотоксическому воздействию на организм. Иногда эту разницу называют запасом безопасности, который компенсирует неточности в расчете количества газового агента в системе, неравномерность распределения по объему помещения, использование повышающих коэффициентов для расчетной концентрации и другие факторы. Отрицательное значение этого параметра свидетельствует об опасности агента в рабочей концентрации после срабатывания системы.

Так, системы, использующие «инертные» газы (не поддерживающие горение), используют принцип тушения огня путем разбавления кислорода воздуха до значений, значительно ниже уровня в нормальной воздушной среде (12-13% против 21% в обычном воздухе). Это приводит к риску возникновения удушья у находящихся в помещении людей, хотя токсическим действием такие газы не обладают. Отдельно следует сказать об углекислом газе, для которого рабочие концентрации всегда являются смертельными для человека. Это связано с его физиологическим воздействием на организм при концентрациях выше 5% (для сравнения нормативная огнетушащая концентрация для СО2 составляет 35%).

Химические агенты не снижают концентрацию кислорода в помещении. Поэтому для них решающим фактором безопасности для персонала является коэффициент запаса, рассмотренный ранее. Для помещений, где по производственной необходимости могут находиться люди, пусть даже и кратковременно, следует выбирать агенты с максимальным запасом безопасности.

источники

Конечно, это шутка. Сухую воду не едят. Вернее, не пьют. Это вещество было разработано в США в 2004 году с чисто практическими целями. И если бы не его необычные свойства в сочетании со сходством с обычной водой, наверное, никто, кроме специалистов, и не узнал бы о нем.
В нашей стране интерес к нему возник после появления сюжета о сухой воде в программе Галилео.

Загадочная жидкость без цвета и запаха, так похожая на воду, заинтересовала многих.
Ведь сухая вода:

• не проводит электричество;
• кипит при температуре 49°C;
• не смачивает поверхности.

Сухая вода: применение

Но если при тушении пожара использовалась сухая вода, всех этих проблем не возникнет. С огнем это вещество борется не хуже, а возможно, и лучше, чем обычная вода. При этом, бумага, мебель и техника остаются неповрежденными.