Что такое сухая вода и каковы ее основные свойства? Сухая вода: феномен или научный факт

24.09.2019

Давно известное химикам вещество, именуемое как «сухая вода », было запатентовано ещё 42 года назад, в 1968 году. Тогда она пользовалась огромной популярностью в косметической промышленности. Сухой водой в народе называют жидкость с названием Noves1230. Сухая вода имеет такую формулу - CF3CF2C(O)CF(CF3)2 . Сухая вода была создана американскими учеными. Главная особенность сухой воды, что она не смачивает поверхность. Вы можете окунуть в сухую воду обыкновенный листок бумаги, но он не намокнет. В ходе экспериментов выяснили, что сухая вода не проводит электрический ток, не растворяет сахар, чай и кофе.

Температура кипения сухой воды - 49°C. Можно смело опускать руки в кипящую сухую воду. Сухая вода не представляет опасности для человека. При распылении сухая вода очень быстро испаряется. Впервые сухая вода была продемонстрирована в 2004 году в качестве средства для тушения пожаров. Сейчас сухая вода вызывает гораздо больший интерес как средство защиты окружающей среды и борьбы с климатическими изменениями. Внешне эта вода похожа на белый мелкий песок и в действительности представляет собой мелкие капельки воды в водоотталкивающей кремниевой оболочке. А кремний, как известно, входит в состав обычного пляжного песка. Оболочка препятствует воссоединению молекул воды и превращению их обратно в жидкость. Производство сухой воды – несложный и довольно-таки быстрый процесс. На высокой скорости смешивается вода и кремний, и уже через 90 секунд сухая вода готова.

Полученный таким образом порошок сухой воды при взаимодействии с газами образует гидраты – полезные химические соединения.

Бен Картер, учёный из Ливерпульского университета, исследующий свойства и способности сухой воды, и его коллеги, обсудили недавно на съезде Американского химического общества в Бостоне различные способы применения данного вещества.

Среди множества способов применения её уникальных свойств, была особо отмечена способность сухой воды впитывать в больших количествах углекислый газ – один из тех парниковых газов, которые вызывают глобальное потепление. При использовании сухой воды, получается сохранить в три раза больше углекислого газа, чем если бы использовалась гравитационная вода. Таким образом, можно добиться значительного снижения концентрации парниковых газов в атмосфере.

Благодаря способности данной воды взаимодействовать с метаном, учёные собираются найти безопасный способ хранения метанового топлива для тех автомобилей, что работают на природном газе. Получение гидрата метана делает возможным усовершенствовать систему хранения и транспортировки этого природного газа и является ключевым моментом при разработке альтернативного топлива.

Бен Картер считает, что если к смеси добавить гелеобразующий агент, то сухая вода станет более пригодной к переработке. Сухую воду тогда возможно будет использовать неоднократно, так как гель прочнее порошка. Учёные предлагают использовать сухую воду при производстве пищевых продуктов и их компонентов, и других товаров потребления. Применение сухой воды, как доказали лабораторные испытания, может ускорить каталитические реакции при производстве данных товаров, а так же сделать химическую обработку при этом более энергоэффективной и менее вредной для окружающей среды. Сухая вода будет полезна для усовершенствования способов перевозки и хранения различных потенциально опасных жидкостей, так как будет превращать их в сухой порошок.

Благодаря своим свойствам, сухая вода помогает защищать окружающую среду от опасного влияния различных вредных реагентов. А так же может быть полезна при производстве пищевых продуктов.

Нам знакомы разные типы воды: артезианская из , тяжелая, в молекуле которой присутствуют изотопы водорода – дейтерия, радиоактивная, загрязненная радионуклидами, термальная. Но существует еще один тип воды – сухая.

В 1968 году ученые обнаружили, как попавший в воду порошок двуокиси кремния почти мгновенно превратил воду в сухое сыпучее вещество. Открытие было запатентовано, и “сухая вода” нашла свое применение в косметической индустрии. Но лишь в начале нынешнего века в научных кругах начались обсуждения применения “сухой воды” в современной промышленности и использования ее в качестве средства защиты окружающей среды.

“Сухая вода” с точки зрения химии

При смешивании 0,05 частей диоксида кремния и 0,95 частей дистиллированной воды начинается процесс обволакивания капель воды размером не более микрона оболочкой из двуокиси кремния. Через полторы минуты процесс завершается, и перед взором экспериментатора предстает масса, похожая на пудру или мельчайший белый песок.
Гидрофобная кремниевая оболочка не позволяет воссоединиться каплям воды, благодаря чему вода теряет текучесть и наделяется качеством сыпучего вещества.

Свойства “сухой воды”

Группа ученых из Ливерпульского университета, возглавляемая доктором Беном Картером, начала изучение свойств смеси воды с диоксидом кремния с целью найти веществу с уникальными свойствами полезное применение.

Одно из открытий, сделанное ливерпульскими исследователями, относится к способности “сухой воды” активно взаимодействовать с газами. В частности, свойство эффективного поглощения огромного объема углекислого газа можно с успехом применять в борьбе с глобальным потеплением. Как известно, углекислый газ, скапливаясь в атмосфере в избыточных количествах, вызывает “парниковый эффект”. “Сухая вода” поможет значительно снизить концентрацию углекислого газа в атмосфере.

Другой опыт позволил выявить такое свойство осушенной кремнеземом воды, как взаимодействие с метаном. Соединение порошкообразной воды с метаном позволит значительно увеличить безопасность транспортировки метана, что в условиях постепенного перехода на альтернативное топливо становится решением проблемы хранения и перевозки метана. Да и многие потенциально опасные жидкости, превращенные с помощью “сухой воды” в порошок, становятся безопасными с точки зрения усовершенствования способов транспортировки и хранения.

Порошкообразную воду предлагается использовать и в пищевой промышленности. Так, добавляя ее в качестве катализатора в процессе получения янтарной кислоты, можно добиться увеличения энергоэффективности производства лекарств и товаров народного потребления.

А знаете ли вы?..

Еще один тип “сухой воды” был открыт учеными из США. Причем эта вода не имеет ничего общего с порошкообразной субстанцией в виде смеси с диоксидом кремния. Это жидкость со сложной химической формулой, обладающая необычными свойствами:

не смачивает поверхности;
не растворяет сахар;
не проводит электрический ток;
кипит при температуре -49 С;
мгновенно испаряется при распылении.

Запатентованное название этой жидкости – Novec1230.

"Сухая вода: феномен или научный факт?", БК "ПОИСК" , рассказать друзьям: Май 20th, 2017

Сравнительно новое вещество, разработанное в 2011 году компанией «ЗМ», обладает уникальными техническими и эксплуатационными характеристиками. Официальное название Novec 1230, но в мире оно известно как «сухая вода».

Отсутствие водорода в структуре молекулы фторированного кетона наделило вещество особыми свойствами, которые с успехом используются для ликвидации очагов возгорания:

Нулевая электропроводимость;
Точка кипения +49°С;
Вещества и материалы не намокают.

Полученный на основании мелкодисперсного распыления. При переходе в газообразное состояние Novec 1230 стремительно снижает температуру в помещении, опуская ее ниже точки горения. При этом ни людям, ни подключенной к электричеству технике и материальным ценностям не наносится ущерба.

Вещество является абсолютно безопасным для здоровья человека и экологически безвредным. Но, несмотря на общепринятое название – «сухая вода» внутрь его лучше не употреблять.

Подробнее о свойствах сухой воды можно увидеть в ролике презентации компании производителя:

Область применения

Наибольшее распространение на западе сухая вода получила в системах автоматического пожаротушения, устанавливаемых в помещениях с хрупкими художественными ценностями: музеях, картинных галереях; библиотеках и архивах. Рекомендуется использовать Novec 1230 в , дата центрах, лабораториях, которые работают с жидкими пожароопасными веществами и оборудованы хрупким электронным оборудованием. Доказательством того, что тушение пожара сухой водой эффективно и безопасно, является снятие всех ограничений на его использование в США и применение сухой воды в , самолетов и бронетехники.

На данный момент наиболее распространенными веществами подобного типа являются 3M™ Novec™ 1230 и Флуорокетон С-6. Оба вещества имеют практически идентичные эксплуатационные показатели и относятся к типу хладонов.

Огнетушащее вещество сертифицировано для применения в процессе тушения пожаров категории А и В. Проводятся исследования на подтверждение допуска к тушению горючих газов – класс С.

Тушение сухой водой происходит по принципу снижения температуры (70% действия вещества) и ингибирование химической реакции процесса горения(30% эффекта тушения).

Преимущества

Высокая эффективность – источник возгорания нейтрализуется, благодаря высокому уровню испаряемости, на протяжении 10-15 сек;

Безопасность для человека подтвержденная клиническими испытаниями. Установку можно включать, когда в помещении еще находятся люди.

Удобство эксплуатации – сухая вода может использоваться в качестве огнетушащего вещества в уже смонтированных с минимальной модернизацией оборудования. Кроме того повреждение баллонов с сухой водой и даже ее разлив не вызовет неприятных последствий. «Вода» просто испарится, не оставив и следа.

Экологическая безопасность – распад вещества происходит за 3-5 дней, без повреждения озонового слоя.

Устройство системы пожаротушения

Система пожаротушения сухой водой состоит:

Более подробно об элементах системы, их размещении и принципе срабатывания можно узнать из ознакомительного ролика компании производителя:

Учитывая высокую эффективность, которую демонстрирует сухая вода (пожаротушение очага возгорания класса А занимает всего 10 секунд), габариты установки необходимой для контроля помещения гораздо компактнее, а количество баллонов значительно меньше. Кроме того, к трубопроводу предъявляются гораздо меньшие технические требования. Рабочее давление всего 25бар, вместо необходимых для газовой системы 250 – 300бар. Это значительно упрощает и удешевляет как монтаж, так и дальнейшее обслуживание.

Сейчас сухая вода вызывает гораздо больший интерес как средство защиты окружающей среды и борьбы с климатическими изменениями.

Внешне эта вода похожа на белый мелкий песок и в действительности представляет собой мелкие капельки воды в водоотталкивающей кремниевой оболочке. А кремний, как известно, входит в состав обычного пляжного песка. Оболочка препятствует воссоединению молекул воды и превращению их обратно в жидкость.

Производство сухой воды – несложный и довольно-таки быстрый процесс. На высокой скорости смешивается вода и кремний, и уже через 90 секунд сухая вода готова.

Учёные предлагают использовать сухую воду при производстве пищевых продуктов и их компонентов, и других товаров потребления. Применение сухой воды, как доказали лабораторные испытания, может ускорить каталитические реакции при производстве данных товаров, а так же сделать химическую обработку при этом более энергоэффективной и менее вредной для окружающей среды.

Будет полезна для усовершенствования способов перевозки и хранения различных потенциально опасных жидкостей, так как будет превращать их в сухой порошок.