Удивительное вещество под названием "сухая вода" обладает необычными свойствами. Это жидкость, которая внешне похожа на воду, но кардинально отличается от нее по химическому составу и физическим свойствам.
История создания сухой воды
Сухая вода была создана американской компанией 3M в 2004 году. Изначально это вещество разрабатывалось как альтернатива хладонам, применение которых было ограничено Монреальским протоколом в 1993 году. Novec 1230 был представлен публике лишь в 2004 году. Но ждать его появления 11 лет, безусловно, стоило.
У сухой воды необычный внешний вид - она выглядит как обычная вода, но не смачивает поверхности и не проводит электричество. Именно поэтому за ней и закрепилось название "сухая вода".
Химический состав и свойства сухой воды
Химическая формула сухой воды - CF3CF2C(O)CF(CF3)2. В отличие от обычной воды, в ее состав не входит водород.
Основные физические свойства сухой воды:
- Плотность - 1,72 г/см3 (выше, чем у воды);
- Температура кипения 49,2°C;
- Эффективный диэлектрик, не проводит электричество;
- Не смачивает большинство поверхностей;
- Не растворяется в воде и не проникает через клеточные мембраны;
- Безопасна для человека, но при нагревании распадается с образованием токсичных веществ.
Сухая вода является эффективным диэлектриком, поэтому в ней безопасно опускать включенные электроприборы и устройства. Она не проникает через клеточные мембраны, поэтому не оказывает токсического действия на живые организмы при комнатной температуре.
Однако при нагревании сухая вода начинает разлагаться с образованием ядовитых соединений, таких как фтороводород. Поэтому при работе с нагретой сухой водой следует соблюдать меры предосторожности и использовать средства защиты.
Применение сухой воды
Основная область применения сухой воды - это системы пожаротушения. Благодаря высокой теплоемкости жидкость интенсивно поглощает тепло и охлаждает очаг возгорания. Кроме того, сухая вода подавляет пламя за счет химического ингибирования горения.
При использовании в системах пожаротушения сухая вода имеет важные преимущества:
- Не портит ценные документы, произведения искусства и электронику.
- Не снижает концентрацию кислорода в помещении.
- Не представляет угрозы для людей при случайном срабатывании.
Именно поэтому системы на основе сухой воды активно применяются для защиты библиотек, музеев, архивов, серверных комнат и других объектов, где важно сохранить материальные ценности и электронику.
| Объекты в России, где используется сухая вода | Российская государственная библиотека, Мариинский театр, аэропорты, музеи |
| Способ применения | Системы автоматического пожаротушения |
Также сухая вода применяется при производстве литий-ионных аккумуляторов, в частности компания Samsung использует ее для предотвращения возгораний. Кроме того, жидкость может использоваться для охлаждения электроники методом погружения.
Производство сухой воды
Промышленное производство сухой воды осуществляется в две стадии из исходного сырья - перфтор-2-метил-2-пентена. На первом этапе это вещество подвергается эпоксидированию с образованием промежуточного продукта. Затем на второй стадии происходит перегруппировка с образованием конечного продукта - перфторэтилизопропилкетона.
Химическая формула сухой воды - CF3CF2C(O)CF(CF3)2. Именно такая структура молекулы и определяет уникальные свойства этого вещества.
Производство сосредоточено в основном в США и Западной Европе. В России собственного производства сухой воды пока нет, поэтому в нашей стране используется импортируемый продукт. Это создает определенные трудности и ограничения на широкое применение сухой воды из-за ее высокой стоимости.
Перспективы применения сухой воды
Несмотря на уже существующие области использования, потенциал сухой воды далеко не исчерпан. Вещество может найти применение в различных сферах после проведения дополнительных исследований.
Одно из перспективных направлений - создание дыхательных жидкостей на основе сухой воды с растворенным в ней кислородом. Также возможно более широкое использование этого вещества в электронике для охлаждения и защиты электрических схем.
Где купить сухую воду
Несмотря на экзотичное название, купить сухую воду можно в специализированных компаниях, которые занимаются поставкой систем пожаротушения и химических веществ.
Средняя цена на сухую воду составляет около 2200 рублей за 1 литр в зависимости от объема закупки. При выборе поставщика стоит обращать внимание на наличие всех необходимых лицензий и сертификатов.
Эксперименты с сухой водой
Удивительные свойства сухой воды позволяют проводить занимательные эксперименты, демонстрирующие отличия этого вещества от обычной воды.
В частности, если погрузить в сухую воду включенный фонарик или мобильный телефон, то он продолжит работать как ни в чем не бывало. Также можно опустить лист бумаги с надписью - чернила не растекутся, а бумага останется сухой.
Токсичные свойства сухой воды
Химическая формула сухой воды - CF3CF2C(O)CF(CF3)2. Несмотря на нетоксичность в исходном виде, при нагревании это вещество начинает разлагаться с выделением ядовитых соединений.
В частности, одним из продуктов разложения сухой воды является фтороводород - сильная кислота, разъедающая ткани и вызывающая ожоги. Кроме того, образуются такие токсичные вещества как трифторуксусная кислота, оксиды углерода.
Поэтому при работе с нагретой сухой водой обязательно использование средств защиты органов дыхания, кожи, глаз. Это позволит избежать отравлений и химических ожогов в случае разгерметизации оборудования.
Требования безопасности при работе с сухой водой
Несмотря на кажущуюся безопасность, сухая вода требует строгого соблюдения мер предосторожности при обращении с ней.
В первую очередь это касается концентрации паров в воздухе. Предельно допустимый уровень составляет 150 ppm. Превышение этого значения может привести к отравлению.
Кроме того, важно исключить возможность случайной утечки жидкости, поскольку это приведет к быстрому насыщению воздуха парами с последующим их разложением.
Альтернативы сухой воды
На данный момент основной альтернативой сухой воды среди газовых огнетушащих составов является хладон 227еа. Это вещество также обладает низкой токсичностью и не оказывает вредного воздействия на озоновый слой.
Однако по своим физико-химическим свойствам хладон 227еа уступает сухой воде. В частности, хладон имеет более низкую теплоемкость и коэффициент заполнения в модули газового пожаротушения.
Перспективы замены на российские разработки
Из-за импортной зависимости в последнее время в России ведутся работы по созданию аналогов сухой воды на основе отечественных технологий.
Разработка российской альтернативы позволит снизить стоимость применения газового пожаротушения для нужд гражданской обороны, промышленности и бизнеса.
