一氧化二氮的故事

2020-12-05 中國科學院

一氧化二氮是什麼?

一氧化二氮(Nitrous oxide)是一種無色有甜味的氣體,化學式為N2O,又稱「笑氣」、氧化亞氮,能溶於水、乙醇 、乙醚及濃硫酸 。是一種氧化劑,在一定條件下能支持燃燒,但在室溫下穩定。遇乙醚、乙烯等易燃氣體能起助燃作用,可加劇火焰的燃燒。

笑氣的由來

200年前,英國化學家Joseph Priestley首先發現了一氧化二氮(N2O)。沒過幾年,英國化學家Humphrey Davy首先在實臉室製得了這種無色、無臭、略帶點甜味的氣體。他隨便吸了一點,沒料到自己竟會情不自禁地大笑起來。細心的戴維請來自己的朋友,讓他們也吸了一點,結果人人都毫不例外地開懷大笑,於是一氧化二氮就獲得「笑氣」之別名。

一氧化二氮有什麼作用呢? 

在醫學上的應用

1844年,美國化學愛好者柯爾頓打出一幅廣告,說他準備在第二天上午9時,免費向20位志願者提供40加侖笑氣,供他們開心大笑一場。第二天,20名志願者應邀吸入這種氣體後,人人手舞足蹈、哈哈大笑。其中一位志願者得意忘形時竟從樓上跳下,使得大腿骨折,而其本人卻一如當初,毫不覺得痛苦。牙科醫生維爾斯目睹了全過程,深受啟發。他認為一氧化二氮除了能使人發笑外,還可能有麻醉鎮痛效果。從那以後,維爾斯給病人拔牙前,先讓患者吸入笑氣,患者果然不覺得疼痛了,並能從而譜寫了麻醉醫學史上的新篇章。尤其在牙醫師領域,因為通常牙醫師無專職的麻醉師,而診療過程中常需要保持清醒,能依命令做出口腔反應,故在此氣體給牙醫師帶來極大的方便。

一氧化二氮能使病人喪失痛覺,而且吸入後仍然可以保持意識,不會神志不清,這一特點使一氧化二氮的麻醉作用在分娩過程中得到了廣泛應用。臨床應用的笑氣是由50%氧化亞氮與50%氧氣混合而成,為無色、有甜味的惰性無機合體,化學性能穩定,不易燃燒爆炸,通過抑制中樞神經系統神經遞質的釋放和神經衝動的傳導及改變離子通道的通透性而產生藥理作用,對呼吸道無刺激,與血紅蛋白不結合,對心、肝、腎等無不良影響。笑氣吸入後顯效快,30~50秒 即產生鎮痛作用,分娩後作用消失,鎮痛效果好,副反應小,對孕婦和胎兒安全率高,並且易被產婦接受,有醫師認為笑氣是一種較理想的分娩鎮痛氣體。

一氧化二氮與咪達唑侖聯合應用於人工流產的手術中,在胃鏡檢查中也取得了滿意效果。

果蔬保鮮

有研究報導N2O處理可以延長頑拗型種子——荔枝和龍眼種子的儲藏壽命,還可抑制番茄果實乙烯產生,減少一些躍變和非躍變型果實腐爛發生。提高香蕉的保鮮效果,降低香蕉冠腐病的發生率。

一氧化二氮的水果保鮮技術

在航空航天領域中的應用

由於笑氣既不會燃燒也無毒,是一種助燃劑,在航天技術方面,笑氣的用處將相當廣泛,它不僅可以用於固液發動機,還可以用於冷氣推進、單組元推進、雙組元推進和電熱推進,推力從毫牛級到牛頓級以至千牛級;最初是用在幫助二戰時德軍飛機迅速逃離戰場。

因為笑氣的分解產物是氧氣和氮氣,將氧氣收集起來,可以供航天員使用,因此,笑氣還可以作為飛船的氧源;同時,液態笑氣轉變為氣態時會吸收大量熱量,也可以作為飛船的冷源。

美國spacedev公司曾建造了首艘私營亞軌道載人飛船「太空船一號」,該飛船採用一氧化二氮和橡膠作為其固液混合推進系統的燃料,2004年在一周內兩次飛入太空,從而開創了載人航天採用無毒安全推進劑的歷史,由此贏得了1000萬美元的「安薩裡X獎」。

1999年,英國在小衛星上採用了一氧化二氮作為電阻加熱式發動機推進劑。由於不是載人航天,在世界上的影響不像「太空船一號」這樣大。

美國內華達山脈公司正在研製一種名為追夢者的新型的載人飛行器,這種飛行器可能具備垂直起飛,水平著陸的能力,在發射時,飛船將綁在發射臺上一個大型火箭助推器上。「追夢者」飛船不使用低溫液氫或含氧燃料,相反,它將使用燃燒液態一氧化二氮(笑氣)氧化劑和固體橡膠燃料固液混合火箭。

 

在汽車加速系統上的應用

氮氣加速系統是由美國HOLLEY公司開發的產品。在目前世界直線加速賽中,為了在瞬間提高發動機功率,利用的液態氮氧化物系統正是NOS,NOS是以一氧化二氮灌入引擎後提升爆發力的,二次世界大戰期間德國空軍使用的就是NOS,戰爭結束後才逐漸被用於民用汽車的改裝上。

汽車加速改裝需要能承受極大負荷的引擎,所以改裝大多是一些知名品牌的大集合。對於EVO的改裝,應該說國內的技術已經非常成熟了。各類改裝大賽,EVO和翼豹是絕對少不了的角色。甚至在國內,衡量一個改裝店的實力,就是能否改裝出一輛狂熱的EVO或者翼豹出來,在日系昌盛的珠三角,這種風氣更是盛行。

相關焦點

  • 一氧化二氮與環境的關係
    在自然條件下,一氧化二氮主要從土壤和海洋中排出。然而,人類耕作、生產、使用氮肥、生產尼龍還有燃燒化石燃料和其他有機物的過程增加了一氧化二氮的排放量。 破壞臭氧層 N2O在大氣中的存留時間長,可參與大氣中許多光化學反應,並可輸送至平流層,破壞臭氧層。
  • 意外的醫學發明:麻醉藥一氧化二氮(笑氣)
    戴維的第一項工作就是制出了一氧化二氮並研究它的特性。一氧化二氮是一種無色,甜味的氣體。在研究過程中,發生了由一氧化二氮引起的一場喜劇。一天戴維製取了一大瓶一氧化二氮放在地板上。這時貝多斯來了,他一走進實驗室就誇獎戴維說:「看來我請您來是太對了,您的工作我很滿意。」說著他一轉身碰到一個大鐵三角架,三角架掉了下來,正好砸在裝著大量一氧化二氮的瓶子上,瓶子碎了。
  • 研究發現,一氧化二氮排放物對氣候的威脅越來越大
    國際科學家團隊的一項重大研究表明,一氧化二氮(N 2 O)排放量的上升正在危害《巴黎協定》的氣候目標。氮肥在全球食品生產中的使用日益增加,正在增加大氣中N 2 O的濃度-一種溫室氣體,其效力比在大氣中存在100多年的二氧化碳(CO 2)強300倍。
  • 女子吸嗨氣球發瘋 「嗨氣球」內充一氧化二氮有麻痺作用
    女子吸嗨氣球發瘋 「嗨氣球」內充一氧化二氮有麻痺作用時間:2017-03-30 12:14   來源:中華網   責任編輯:毛青青 川北在線核心提示:原標題:女子吸嗨氣球發瘋 嗨氣球內充一氧化二氮有麻痺作用 有人要綁架我,怎麼把我帶到醫院來了?前幾天,浙江省人民醫院急診室來了一位看上去醉酒的妙齡女子,把大家嚇了一跳。
  • 夜店吹氣球實為吸「一氧化二氮」 過量能致命
    據說「吹氣球」其實是為了吸氣球中一種叫「笑氣」(又稱一氧化二氮)的東西。不少人之所以吸食「笑氣」,是因為吸入體內後會有興奮放鬆的感覺,還會想大笑。公開資料顯示,由於「笑氣」有讓人放鬆的作用,還會用於醫學上的口腔科起到麻醉效果。 「笑氣」多與氧氣配合使用北京口腔醫院口腔科主任醫師凌建軍表示,「笑氣」用於醫學在國外已經比較普遍,尤其在美國。
  • 最牛釣魚微博:教練稱曾給葉詩文服用一氧化二氫
    實際上,「一氧化二氫」就是氧化氫,化學式H2O,俗稱「水」。  【IT商業新聞網綜合報導】  (記者 蘇黛)近日,網絡上突然流傳起一個段子,「教練承認曾給葉詩文服用一種叫做一氧化二氫的液體。」微博中很多認證帳號也紛紛評論轉發。許多網友一時間倍感震驚,緩過神兒來才發現所謂的「一氧化二氫」就是氧化氫,化學式H2O,也就是我們平常喝的水。
  • 科普文章:禁止化合物一氧化二氫的倡議
    水的化學式是H₂O,化學名稱即一氧化二氫,簡稱Dihydrogen Monoxide DHMO,但並不是國際純粹與應用化學聯合會所發布的化學名稱,且幾乎沒有人會使用這個名稱。此外還有「羥酸」等其他變種。
  • 一氧化二氫騙局震驚美國小城 其實是水的化學式
    麥吉爾  據《洛杉磯時報》14日報導,一種叫做「一氧化二氫」的「不明化學物」近日把加州亞裡索維耶荷市攪了個雞犬不寧。因為網上消息風傳,人一旦大量接觸「一氧化二氫」,就將引發人體嚴重的「醫學問題」,甚至會「致人死亡」。
  • 有一種興奮劑叫「一氧化二氫」
    但是很快就忍不住笑了,不得不佩服網友太有才了,什麼一氧化二氫,不就是H2O嗎,這玩意我們天天喝,成輩子喝,誰離了它也活不了啊。笑過之後,再看後面的那條引發網友瘋狂評論的「朱庚申」微博,就有點樂不起來了。通過該用戶微博認證資料發現,此人竟然是一名高校教授。這就不難理解網友看了他的評論為什麼那麼「可口可樂」,外加「壓力山大」了。
  • 於靜:有一種興奮劑叫「一氧化二氫」
    但是很快就忍不住笑了,不得不佩服網友太有才了,什麼一氧化二氫,不就是H?O嗎,這玩意我們天天喝,成輩子喝,誰離了它也活不了啊。  笑過之後,再看後面的那條引發網友瘋狂評論的「朱庚申」微博,就有點樂不起來了。通過該用戶微博認證資料發現,此人竟然是一名高校教授。這就不難理解網友看了他的評論為什麼那麼「可口可樂」,外加「壓力山大」了。
  • 發現一氧化二磷,是生命起源之謎的關鍵!
    由歐洲南方天文臺(ESO)合作的阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)和羅塞塔號上ROSINA儀器的新結果表明,一氧化二磷是生命起源之謎的關鍵部分。有了ALMA,可以對恆星形成區域AFGL 5142進行詳細觀察,天文學家可以精確定位像一氧化二磷這樣的含磷分子形成地點。新恆星和行星系統出現在恆星之間的氣體和塵埃的雲狀區域,使這些星際雲成為開始尋找生命基石的理想場所。
  • 企鵝糞中有氧化亞氮,小夥在鳥糞中呆了幾個小時後開始胡言亂語
    (貸記:蘇英虎/Flickr)南極洲的國王企鵝在糞便中釋放出如此多的氧化亞氮,也就是「笑氣」,以至於研究人員對其周圍的環境感到奇怪。位於南美洲和南極洲之間的德雷克海峽以東1600多公裡處是大西洋的南喬治亞島。在那裡,帝企鵝生活在巨大的殖民地。他們每天都在啃磷蝦、魷魚和魚,餵小雞,生產「鳥糞」。根據這項研究,鳥糞會釋放出大量的被稱為「笑氣」的物質。
  • 網友助葉詩文逆襲質疑 有種興奮劑叫一氧化二氫
    ——網友A爆料  一氧化二氫的別稱:零醇、氧酚、羥基氫、氫羥酸、苛性氫、二零醚、正氧烷、氧乙烯、氫氧化氫、脫碳甲醛、氫化超氧醯、脫氰零醛肟、二聚氫氧酸酐、氫化脫磺硫酸、氧化脫羧乙酸、氫化脫苄苯甲醇。 ——網友B補充  專家證實,該液體常溫常壓下為無色無味透明液體,曾幫菲爾普斯、費德勒贏得金牌,甚至還幫007完成開幕式的神奇一跳。
  • 刷屏了的氧化亞氮是誰?
    3月9日,一則茶顏悅色長沙德思勤店因無證經營和違規添加氧化亞氮被食藥監部門查封的消息瞬間在網絡引爆,一時間,眾議紛紛,有網友針對其違規添加氧化亞氮的事實,不由發問:「我一不小心就吸毒了?」    刷屏了的氧化亞氮是個什麼鬼?瀟湘晨報記者走訪多方,為讀者釐清查封緣由。