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冬季干燥,静电频生。
静电让我们梳头时头发直立,在我们脱衣服时劈啪作响,甚至把靠近我们的宠物猫吓跑……你以为,这只是一些无关紧要的小困扰吗?
头晕、头痛、烦躁、失眠、食欲不振、胸闷、咳嗽、人体加速老化……这些,都是静电给我们的健康带来的负面影响。
研究证实,持久性的静电会引起人体血液的pH值升高,尿中钙排泄量增加,血钙减少;会引起神经细胞膜电流传导异常,从而影响人的中枢神经;还会让皮肤干燥、毛孔变大,甚至瘙痒、起红斑……过多的人体静电影响到机体的生理平衡,潜移默化地让人产生种种病患。
而且,静电之殃,不止于此。
气有潜感,数有冥会
什么是静电?
静电,就是处于静止状态的电荷。古代人对电的认知就是从静电开始。
西汉末年的《春秋纬·考异邮》中就有“瑁吸芥”的记载。那时人们就发现,经过摩擦了的玳瑁(即琥珀)能吸引芥籽。王充的《论衡·乱龙篇》进一步记载,“气性异殊,不能相感动也。”他提出某些东西之所以能相吸,是因其气性相同,能相互“感动”。到了东晋,《山海经图赞》中又写道:“气有潜感,数有冥会。”将静电和静磁并列,认为是某种“数”的作用。
作为西方电磁学发源地的古希腊,在公元前300多年的文献中就有了对电磁现象的记载。到了2500年前左右的时候,古希腊哲学家塔勒斯在研究天然磁石的磁性时,发现用丝绸、法兰绒摩擦琥珀之后也有类似于磁石能吸引轻小物体的性质,他因此成为有历史记载的第一个静电实验者。
电之凌厉,无坚不摧
电影《后会无期》里,江河告诉苏米,在每一个充满静电的冬天,他都会用电池的正极摩擦裤子。
为什么冬天人体的静电会特别多?因为冬日干燥,空气中微小液滴数量少,空气的导电率变低,电荷易在身上积聚,最后产生静电。
为什么用电池正极摩擦裤子?是为了把身体里积聚的电荷导出。
在日常生活中,我们能够预防静电的方法还有很多,比如多触摸一些小金属物件、穿纯天然织物、增加室内湿度等等。归根到底,只要不让电荷在身体里过多积聚,便能有效地防止它危害到我们的健康。
然而,到了科技与工业领域,静电的危害及棘手程度便被放大无数倍。
譬如各类高科技电子技术,为了功能更趋完善与先进,会使用大量半导体及大规模集成电路等元器件,而它们承受电压冲击的能力却较差,静电造成元器损坏,影响极大。在微电子技术领域,由于静电危害,每年的损失高达上百亿美元。
譬如飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦,导致飞机带电,若不采取措施,会严重干扰飞机无线电设备的正常工作,无法接收或探测信号。
譬如在印刷厂,纸页之间的静电会使纸页粘合在一起,难以分开,给印刷带来麻烦;在制药厂,由于静电吸引尘埃,会令药品达不到标准纯度。
这些还仅仅是冰山一角。很多时候,静电是无数事故与灾难的元凶。
千里之堤,溃于蚁穴
让我们将目光投向过往。
1993年3月13日,江苏省某县化肥厂发生氢气泄漏。堵漏时,高压下高速喷出的氢气与橡胶皮摩擦产生静电火花,引起火灾,一名操作人员当场死亡、一人重伤(后因伤重死亡),造成经济损失34万余元。
2000年7月10日12时20分,陕西省渭南饲料添加剂厂内一环氧乙烷计量槽突然开裂,液态环氧乙烷在高压下高速喷出后急剧汽化,周围空间迅速达到爆炸极限;同时喷出的高流速物料与裂缝处的磨擦产生大量静电,最终产生爆炸并引发大火。事故最终造成2人死亡,4人重伤,11人轻伤,直接经济损失640万元,其他损失178万元。
2002年12月,在江苏丹阳某厂浆料车间,工人用真空泵吸醋酸乙烯到反应釜时,因醋酸乙烯的物料在快速流经塑料管道时产生静电积聚,高位静电接触铁桶,放电产生火花,引爆空气中的醋酸乙烯蒸气,一名工人被烧伤。
……
在石化工业,美国从1960年到1975年因静电引发的火灾爆炸事故达116起;1969年底,不到一个月的时间,荷兰、挪威、英国三艘20万吨超级油轮洗舱时,相继因静电引发爆炸;我国近年来曾发生30多起较大静电事故, 其中损失达百万元以上的有数起。
可以看到,静电带来事故的过程很简单:摩擦生电、静电积聚、放电生火、引爆气体,简单的物理作用和化学作用,带来的却是火灾、爆炸、生命的终止。
诸如以上因为静电反应引起的爆燃事故,在生产过程中举不胜举。科学家对静电防护越来越关注,研究并防止静电的危害,迫在眉睫。
防微杜渐,忧在未萌
正本清源,与预防人体静电的方法一样,要想杜绝静电在工业与科技领域的危害,最好的方法就是:要么防止电荷产生,要么及时将电荷放出以防积聚。
工业生产中,为了防止产生静电,人们可谓用尽了方法。如果你想进入一家化工厂,会被勒令穿上纯棉面料的工作服,而化纤的衣服则决不可能被允许穿入,这是因为化纤是绝缘体,它容易积聚静电电荷。为了更大力度消灭静电,工厂会改造起电强烈的工艺环节,采用起电较少的设备材料;有时甚至会降低管内流速与流量,以降低摩擦产生的影响。这些,都是为了防止电荷积聚。
及时放电也是种方法。坐飞机时,如果你足够细心的话,会发现飞机的两侧翼尖及其尾部都装有放电刷,这便是为了让飞机行驶过程中及时将静电排净,杜绝静电积聚。飞机的起落架上也有着特制的接地轮胎或接地线,着陆后,更加彻底地泄放了静电荷,让乘客下飞机时不至于被电击。
油罐车尾部拖有铁链;地毯中夹杂不锈钢导电纤维;敷设地网、渗碳……这些,都是为了让电荷随时放出,从而有效地消除静电。
Antistatic agent,简称ASA,中文名抗静电剂。这一概念的提出,无疑是人类在对抗静电的战争中一记漂亮的回击。抗静电剂多为表面活性剂,可及时地将聚集的有害电荷导引,即消除了静电。绿色化工作为今后发展的主要方向,各类低毒、无毒的抗静电剂将越来越受到食品包装业、电子产业的青睐。
然而,随着科学技术日新月异,毫无疑问,存在静电危害的场所会越来越多。化工工业、石油勘探、电子技术、航空航天……任何行业的生产现场及储存仓库,都无法避免装卸、搬运、堆码等动态摩擦作业。静电,在人们不易察觉中产生,积聚,直至酿成大火,成为灾难。在这样的大背景下,是通过“防”还是“放”来消灭静电,或许已不是关键所在。加深人们对静电危害的认知与生产安全意识,才是重中之重。
静电让我们梳头时头发直立,在我们脱衣服时劈啪作响,甚至把靠近我们的宠物猫吓跑……你以为,这只是一些无关紧要的小困扰吗?
头晕、头痛、烦躁、失眠、食欲不振、胸闷、咳嗽、人体加速老化……这些,都是静电给我们的健康带来的负面影响。
研究证实,持久性的静电会引起人体血液的pH值升高,尿中钙排泄量增加,血钙减少;会引起神经细胞膜电流传导异常,从而影响人的中枢神经;还会让皮肤干燥、毛孔变大,甚至瘙痒、起红斑……过多的人体静电影响到机体的生理平衡,潜移默化地让人产生种种病患。
而且,静电之殃,不止于此。
气有潜感,数有冥会
什么是静电?
静电,就是处于静止状态的电荷。古代人对电的认知就是从静电开始。
西汉末年的《春秋纬·考异邮》中就有“瑁吸芥”的记载。那时人们就发现,经过摩擦了的玳瑁(即琥珀)能吸引芥籽。王充的《论衡·乱龙篇》进一步记载,“气性异殊,不能相感动也。”他提出某些东西之所以能相吸,是因其气性相同,能相互“感动”。到了东晋,《山海经图赞》中又写道:“气有潜感,数有冥会。”将静电和静磁并列,认为是某种“数”的作用。
作为西方电磁学发源地的古希腊,在公元前300多年的文献中就有了对电磁现象的记载。到了2500年前左右的时候,古希腊哲学家塔勒斯在研究天然磁石的磁性时,发现用丝绸、法兰绒摩擦琥珀之后也有类似于磁石能吸引轻小物体的性质,他因此成为有历史记载的第一个静电实验者。
电之凌厉,无坚不摧
电影《后会无期》里,江河告诉苏米,在每一个充满静电的冬天,他都会用电池的正极摩擦裤子。
为什么冬天人体的静电会特别多?因为冬日干燥,空气中微小液滴数量少,空气的导电率变低,电荷易在身上积聚,最后产生静电。
为什么用电池正极摩擦裤子?是为了把身体里积聚的电荷导出。
在日常生活中,我们能够预防静电的方法还有很多,比如多触摸一些小金属物件、穿纯天然织物、增加室内湿度等等。归根到底,只要不让电荷在身体里过多积聚,便能有效地防止它危害到我们的健康。
然而,到了科技与工业领域,静电的危害及棘手程度便被放大无数倍。
譬如各类高科技电子技术,为了功能更趋完善与先进,会使用大量半导体及大规模集成电路等元器件,而它们承受电压冲击的能力却较差,静电造成元器损坏,影响极大。在微电子技术领域,由于静电危害,每年的损失高达上百亿美元。
譬如飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦,导致飞机带电,若不采取措施,会严重干扰飞机无线电设备的正常工作,无法接收或探测信号。
譬如在印刷厂,纸页之间的静电会使纸页粘合在一起,难以分开,给印刷带来麻烦;在制药厂,由于静电吸引尘埃,会令药品达不到标准纯度。
这些还仅仅是冰山一角。很多时候,静电是无数事故与灾难的元凶。
千里之堤,溃于蚁穴
让我们将目光投向过往。
1993年3月13日,江苏省某县化肥厂发生氢气泄漏。堵漏时,高压下高速喷出的氢气与橡胶皮摩擦产生静电火花,引起火灾,一名操作人员当场死亡、一人重伤(后因伤重死亡),造成经济损失34万余元。
2000年7月10日12时20分,陕西省渭南饲料添加剂厂内一环氧乙烷计量槽突然开裂,液态环氧乙烷在高压下高速喷出后急剧汽化,周围空间迅速达到爆炸极限;同时喷出的高流速物料与裂缝处的磨擦产生大量静电,最终产生爆炸并引发大火。事故最终造成2人死亡,4人重伤,11人轻伤,直接经济损失640万元,其他损失178万元。
2002年12月,在江苏丹阳某厂浆料车间,工人用真空泵吸醋酸乙烯到反应釜时,因醋酸乙烯的物料在快速流经塑料管道时产生静电积聚,高位静电接触铁桶,放电产生火花,引爆空气中的醋酸乙烯蒸气,一名工人被烧伤。
……
在石化工业,美国从1960年到1975年因静电引发的火灾爆炸事故达116起;1969年底,不到一个月的时间,荷兰、挪威、英国三艘20万吨超级油轮洗舱时,相继因静电引发爆炸;我国近年来曾发生30多起较大静电事故, 其中损失达百万元以上的有数起。
可以看到,静电带来事故的过程很简单:摩擦生电、静电积聚、放电生火、引爆气体,简单的物理作用和化学作用,带来的却是火灾、爆炸、生命的终止。
诸如以上因为静电反应引起的爆燃事故,在生产过程中举不胜举。科学家对静电防护越来越关注,研究并防止静电的危害,迫在眉睫。
防微杜渐,忧在未萌
正本清源,与预防人体静电的方法一样,要想杜绝静电在工业与科技领域的危害,最好的方法就是:要么防止电荷产生,要么及时将电荷放出以防积聚。
工业生产中,为了防止产生静电,人们可谓用尽了方法。如果你想进入一家化工厂,会被勒令穿上纯棉面料的工作服,而化纤的衣服则决不可能被允许穿入,这是因为化纤是绝缘体,它容易积聚静电电荷。为了更大力度消灭静电,工厂会改造起电强烈的工艺环节,采用起电较少的设备材料;有时甚至会降低管内流速与流量,以降低摩擦产生的影响。这些,都是为了防止电荷积聚。
及时放电也是种方法。坐飞机时,如果你足够细心的话,会发现飞机的两侧翼尖及其尾部都装有放电刷,这便是为了让飞机行驶过程中及时将静电排净,杜绝静电积聚。飞机的起落架上也有着特制的接地轮胎或接地线,着陆后,更加彻底地泄放了静电荷,让乘客下飞机时不至于被电击。
油罐车尾部拖有铁链;地毯中夹杂不锈钢导电纤维;敷设地网、渗碳……这些,都是为了让电荷随时放出,从而有效地消除静电。
Antistatic agent,简称ASA,中文名抗静电剂。这一概念的提出,无疑是人类在对抗静电的战争中一记漂亮的回击。抗静电剂多为表面活性剂,可及时地将聚集的有害电荷导引,即消除了静电。绿色化工作为今后发展的主要方向,各类低毒、无毒的抗静电剂将越来越受到食品包装业、电子产业的青睐。
然而,随着科学技术日新月异,毫无疑问,存在静电危害的场所会越来越多。化工工业、石油勘探、电子技术、航空航天……任何行业的生产现场及储存仓库,都无法避免装卸、搬运、堆码等动态摩擦作业。静电,在人们不易察觉中产生,积聚,直至酿成大火,成为灾难。在这样的大背景下,是通过“防”还是“放”来消灭静电,或许已不是关键所在。加深人们对静电危害的认知与生产安全意识,才是重中之重。