飛機、汽車、卡車等交通工具在受猛烈撞擊后可能起火爆炸造成人員傷亡，這類與燃油直接有關(guān)的慘劇不時在現(xiàn)實生活中上演。美國加州理工學(xué)院與軍方研究人員10月1日宣布，他們在燃油添加劑方面取得重大突破，可以讓燃油的爆炸風(fēng)險大幅降低，從而避免類似慘劇。

　　領(lǐng)導(dǎo)研究的加州理工學(xué)院教授朱莉婭·科恩菲爾德在電話記者會上說：“從科學(xué)角度看，這些聚合物（燃油添加劑）突破人們曾經(jīng)以為的存在的極限。我希望它們能夠挽救生命，減少燒傷，我希望它們可以提高道路與航空安全?！?/p>

　　這項成果發(fā)表在2日出版的新一期《科學(xué)》雜志上。值得一提的是，論文的兩位主要作者分別為本科和碩士畢業(yè)自臺灣大學(xué)的韋明新，以及本科和碩士畢業(yè)自北京大學(xué)的李博彧。韋明新目前在加州理工學(xué)院從事研究工作，而李博彧正在讀博士。

　　安全清潔燃油的重大進(jìn)展

　　“當(dāng)初，項目贊助方的目標(biāo)是在墜機或車子受撞擊后，乘員們有10秒的逃生時間?，F(xiàn)在，假使一架飛機的燃油含有我們的添加劑，它就不會在撞地瞬間發(fā)生毀滅性爆炸，里面的乘客可能會有約90秒的時間疏散到安全處。”美國加州理工學(xué)院研究員韋明新接受采訪時這樣解釋其研究工作的意義。

　　《科學(xué)》雜志編輯認(rèn)為，具有防爆效果的燃油添加劑終于能從構(gòu)想成為現(xiàn)實，這是邁向更安全、更清潔燃油的“重大進(jìn)展”。利用航空燃油進(jìn)行的測試顯示，這種添加劑會使得霧化和爆炸性顯著降低，即便經(jīng)過抽吸、過濾等環(huán)節(jié)，依然不會失效。

　　該添加劑與現(xiàn)有的柴油發(fā)動機兼容，不僅不會影響發(fā)動機的性能，還有其他額外好處，比如能夠用于降低柴油發(fā)動機排放的碳微粒，以及提高輸油管道運輸能力。未來研究人員還將研究這種添加劑在汽油中的效用。

　　脆弱的高分子

　　韋明新介紹說，從上世紀(jì)60年代開始，人們就知道“超高分子量”的高分子可以降低燃油爆炸風(fēng)險，但它們的缺點是脆弱，一旦這種高分子通過燃油泵或處于劇烈變化環(huán)境，就會“從中斷裂”并永久失去效用，因而無法實際應(yīng)用。韋明新本科和碩士畢業(yè)自臺灣大學(xué)，2006年進(jìn)入加州理工學(xué)院，師從朱莉婭·科恩菲爾德教授進(jìn)行高分子研究。

　　1977年，兩架大型客機在靠近北非的加那利群島某機場跑道上相撞爆炸，導(dǎo)致580多人死亡。這起事故使學(xué)界對防爆燃油添加劑的研究更加熱衷，其中備受關(guān)注的是英美專家共同合作的“抗霧化燃油”計劃。為克服高分子的脆弱問題，英方提供一種代號為FM－9的締合高分子，它“就像一根很長繩子中間裝有許多締合基團(tuán)”，通過締合基團(tuán)的作用，這些“繩子”會組裝成具可逆性的“超分子”，通過燃油泵時該超分子會被打散成短的“繩子”，但通過后會借助締合基團(tuán)重新聚集成超分子。但“抗霧化燃油”計劃最終還是失敗了。

　　 超大超分子為技術(shù)關(guān)鍵

　　當(dāng)科恩菲爾德團(tuán)隊自2002年再次研究防爆燃油添加劑后，他們用了約4年時間總結(jié)該計劃失敗的教訓(xùn)。韋明新說，雖然初步測試顯示，F(xiàn)M－9締合高分子似乎真能降低燃油爆炸風(fēng)險，但由于FM－9與航空燃油的兼容性欠佳，并且會堵塞發(fā)動機，迫使當(dāng)時的英美研究團(tuán)隊必須在發(fā)動機的燃油入口處加裝“降解器”。

　　科恩菲爾德團(tuán)隊的思路是，在一條長柔性高分子骨架的兩端加上具有“尼龍搭扣”性質(zhì)的締合基團(tuán)組成的超大超分子，即它的一個末端是粗糙的“鉤帶”高分子，另一末端有

　　平滑的“絨帶”高分子。“鉤帶”與“絨帶”結(jié)合，能將高分子鏈組裝成非常長的超分子結(jié)構(gòu)，從而提供防爆效果。當(dāng)通過燃油泵或處于劇烈變化環(huán)境時，超分子內(nèi)的“鉤帶”和“絨帶”間的結(jié)合會被拉斷，但骨架鏈仍然完好。回到比較平和的環(huán)境時，高分子鏈會重新結(jié)合成超分子。

　　科恩菲爾德解釋說，這種燃油添加劑是由許多高分子組裝而成的“超分子”，結(jié)構(gòu)非常長，可以控制撞擊下的燃油霧化過程。具體而言，當(dāng)有撞擊事件發(fā)生時，添加劑可以讓燃油霧化形成的液滴變大，降低燃油氣化的程度，從而降低爆炸性連鎖反應(yīng)的風(fēng)險。韋明新加入科恩菲爾德團(tuán)隊后，在締合基團(tuán)、長柔性高分子長度等方面取得一系列突破，歷經(jīng)4年實現(xiàn)上述思路。他說，控制燃油的爆炸，關(guān)鍵在于能否抑制火情蔓延，他們的超大超分子可以讓燃油霧化形成的液滴變大，進(jìn)而切斷連鎖反應(yīng)，讓火情無法蔓延。

　　2007年美國海軍的研究顯示，如果把燃油平均液滴大小從5微米增加到50微米，那么前者發(fā)生起火爆炸會把所有東西燒光，而后者起火后卻能自行熄滅。韋明新等人的新成果恰恰與美國海軍的發(fā)現(xiàn)相互呼應(yīng)。

　　值得往下走的方向

　　科恩菲爾德表示，目前這項技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化工作正在進(jìn)行。樂觀估計，在柴油方面的商業(yè)化使用在兩年內(nèi)能有重大進(jìn)展。至于航空燃油方面則需較長時間，因為航空燃油添加劑要通過美國監(jiān)管部門審批，平均需要5到7年的時間。每加侖（3.75升）燃油預(yù)計增加6美分的成本，但隨著技術(shù)的改進(jìn)，成本會降至2美分或更低。

　　韋明新認(rèn)為，其團(tuán)隊發(fā)明的這種燃油添加劑是一項“有意義的突破”，其優(yōu)異的防爆效果有助減少墜機、交通事故乃至戰(zhàn)場上炸彈造成的傷亡。

　　對于這種添加劑的應(yīng)用前景，韋明新坦承，他們接觸過一些大型石油企業(yè)，發(fā)現(xiàn)燃油爆炸問題似乎不太受關(guān)注，因為業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，目前的航空業(yè)已非常成熟，歐美很少有墜機事件發(fā)生。從經(jīng)濟(jì)上看，這個技術(shù)會帶來成本增加，短期內(nèi)對航空業(yè)或相關(guān)產(chǎn)業(yè)卻無實質(zhì)性回饋。

　　“人們感興趣的反而是該添加劑的其他作用，比如減少輸油管道的輸油阻力，提高柴油排放的清潔程度。這么大的超分子卻能承受環(huán)境劇烈變化而不致?lián)p壞，這是很多人覺得有意思、值得往下走的方向?！表f明新說。

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