Dr.STONE石紀元考據其一

2021-01-13 bigfun的小火汁

文丨藤原白綺@bigfun社區

第一集的一開場,千空就展現了他的發明,將塑料轉變為汽油

汽油轉變為塑料倒是挺容易的,就拿塑料中最簡單的聚乙烯來說,先由汽油提取乙烯,再由乙烯加聚反應形成聚乙烯

不過加聚反應一般是不可逆的,不過伊藤彰則發明過一個機器,將這個過程的得以實現,在這個還原過程中,機器首先對塑料製品進行加熱,而後將蒸汽送入一個由管道和水室構成的系統,蒸汽冷卻液化後還原成原油。原油 可充當發電機和一些火爐的燃料。經過進一步提煉,原油也可以轉變成汽油。只不過相關的報導少之又少,讓人懷疑其真實性。

除此之外,很值得一提的是,現在的塑料蓋不單單是聚乙烯

看到蓋子上的02了嗎

02代表的是高密度聚乙烯,想要把這東西給變成單體還是非常有難度的,而且,千空的液體是瓶裝的,顯然不可能是單純的乙烯,畢竟乙烯的沸點在-100℃左右。

第一集值得一提的是人類的消失

人類的消失造成的災難實際上遠比動畫描述的一筆帶過可怕的多得多。

拋開混亂的交通事故不談,首先是電力系統的癱瘓,火力發電站的供應被切斷,水力和風力以及太陽能供給遠遠跟不上工業系統的消耗,許多保存液態氣體的裝置得不到充分的降溫,壓力失去控制爆炸,上萬噸有毒化學汙物質洩露,同時許多滿載危險品的卡車火車郵輪洩露,造成大面積汙染。更恐怖的是,雖然核電站的裂變反應堆埋在水中,但是缺少散熱系統,用來冷卻的水很快會被裂變反應放出的熱量蒸發殆盡,造成核洩漏。

寵物的死亡,大型牧場供給不足造成大量餓死,動物園的強壯的動物或許能逃脫動物園,但是許多弱小的動物更多的被關著活活餓死,即使是逃離了動物園,異地域的動物存活的可能性也微乎其微。

其次是生態系統的變化

裸露的巖石表面會逐漸被稀疏的地衣所覆蓋,隨後依次出現苔蘚、禾草木、灌木叢、小喬木、大喬木等優勢種群,種群更加多樣化,系統的生產力也更高。有趣的是,由於人類消失之後,大量汽車尾氣,爆炸,燃燒,加大了空中二氧化碳濃度,因此這種演化也比正常情況下快上不少。

空間站的系統也處理不了突發狀況,墜落也是遲早的事情

鋼材的壽命視情況在20年到50年不等,珠港澳大橋也破格的達到了全國第一的超百年使用壽命,即便如此,鋼材的腐蝕,混凝土開裂之後滲水結冰造成的體積膨脹無一例外的縮短著各種建築的壽命。100年左右,建築基本坍塌殆盡。

即使像艾菲爾鐵塔那種用幾十噸塗料防止腐蝕來延長壽命的建築,失去保養之後也無法繼續屹立。

接下來再講講有趣的蝙蝠糞便和硝酸的故事

英國國王查理一世在和國內外的反對勢力開戰的時,就一直被火藥的問題困擾,為此堂堂的英國國王,不得不把目光看向臭不可聞的汙穢之地——茅坑。國王為了保證火藥產量專門委派官員,把其境內的廁所、馬廄裡的表層土(硝土)挖走,以提煉土硝,甚至還命令全國廁所和馬廄的地面,都不準鋪設石板或木板,以免影響硝土的收集,使用硝的大戶,皮匠們更是丟了飯碗,當時每個教堂的尊貴教士們都被賦予了一個光榮任務,那就是號召前來禮拜的市民們集體撒尿,從此撒尿再也不是尷尬、汙穢的事情了,而是在為國家做貢獻。其中教堂的椅子尤其受到重視,因為人們在做禮拜時是不能離開座位方便的,但是人有三急,所以教堂的椅子飽受摧殘,人們能從椅子上面刮取高質量的硝土。

這種方法是藉助生物的集硝特性,因為生物會把日常生活中吸入體內的物質通過糞便排出,在硝化細菌的轉換下形成硝酸鉀,所以人們能從鴿子糞、豬糞堆積的地方獲得硝土,十九世紀海地革命時,反抗軍們甚至從當地盛產的蝙蝠糞裡提取了大量硝石,以做出黑黑的會爆炸的東西。

當然,硝化細菌的生理過程也挺簡單的

亞硝酸細菌(又稱氨氧化菌),將氨氧化成亞硝酸。反應式:2NH3+3O2→2HNO2+2H2O

硝酸細菌(又稱亞硝酸氧化菌),將亞硝酸氧化成硝酸。反應式:HNO2 + 1/2 O2= HNO3

不過,硝酸融化這種未知的石頭暫且不做探究,姑且當做碳酸鹽對待,這裡就用碳酸鈣代替好了:CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O

不過有些小問題的就是,硝酸酒精溶液一般是用來腐蝕碳鋼或者低合金鋼用來觀察晶界的,腐蝕石頭倒是不常見……

這是腐蝕之後的晶界圖,還蠻好看的

其次值得一提的還有葡萄釀酒

先拿釀造葡萄酒的原材料來說,大部分普通人並不知道葡萄其實分為釀酒葡萄和鮮食葡萄兩大種。我們日常吃的大部分均為鮮食葡萄。而釀酒葡萄的含糖量和酸度都顯著高於鮮食葡萄一倍左右,此外由於釀酒葡萄成熟期較長,果實中積累的單寧和多酚類物質含量也較高。高含糖量帶來了發酵後更高的酒精度,而單寧和多酚類則會在發酵過程中轉變為醛、酸和酯等風味物質,形成葡萄酒獨特的口感。

但由於家庭釀製有許多因素無法控制,多餘的甲醇等雜醇容易產生和累積,一旦攝入過量就會導致中毒,尤其是視神經損傷。葡萄酒釀造過程中甲醇主要產生於葡萄果膠的分解產物,葡萄皮與籽中的果膠在果膠酶或熱能的作用下分解出甲醇。釀酒過程中不用果酒專用酵母發酵,腐敗菌易繁殖,也會導致自釀葡萄酒甲醇含量增高。

考慮到主角光環,姑且就不計較那麼多,畢竟歷史上第一個釀酒的人也沒這麼多講究。

酒精發酵也很簡單,C6H12O6——>2C2H5OH+2CO2+能量

至於攪拌,則是要讓酵母菌得到氧氣充分繁殖,數量上去了,釀酒速度也快了,不過後期還是需要嚴格密封的,一是杜絕雜菌感染,二是讓酵母菌死亡,三是防止酒精蒸發。

然後便是酒精蒸餾

蒸餾利用混合液體中各組分沸點不同,使低沸點組分蒸發,再冷凝使得其分離的過程。酒精沸點是78攝氏度,稍加控制溫度(千空這裡沒有控溫手段,如果要控溫需要用水浴加熱而不是大火直接燒),酒精沸騰而水尚未沸騰,接著冷凝酒精讓酒精流出即可(千空收集裝置敞口容易導致酒精的蒸發,效率低下)

如果自己打算做硝酸酒精溶液的話,有一點非常重要的就是(假設你的硝酸和酒精純度都比較高),必須得先加入硝酸後加入酒精,就像濃硫酸稀釋一樣。因為配製原則都是先倒比重小的,後倒比重大的。因為有時兩種液體混合時會產生強烈的放熱反應,比重大的後加入有利於該液體的下沉混合,使混合所產生的熱量分散開,就不會產生爆炸。總之就是散熱必須得做好。

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