【www.zgzsclpt.com--年度总结】
2011年度大发明 最近，美国时代杂志遴选了2011年度的50项大发明，灭火电魔杖被选为第27项。虽然听起来挺新鲜，其实用电灭火这一现象在科学界早已为人知晓。早在200年前，就有科学家尝试将蜡烛挪近导电体，使烛焰弯曲、扭转、转弯、闪烁甚至熄灭，并以此为乐。此后，人们便认识到，电场之所以能影响火势，是因为它能够直接作用于富含带电粒子的火焰内部。那么，带电粒子又是从何而来?它们的出现与火焰内部的空气震荡有关。在高温下，火焰里的氧分子、氢分子、水蒸气和燃烧产生的炭黑微粒剧烈运动，相互碰撞。在碰撞时，由炭黑微粒或气体分子所携带的某些电子会附着在原子上并相互交换，从而产生一些带电的炭黑微粒和离子，即带电粒子。电极产生的电场正是作用于这些带电粒子。失去可燃物，火便自动熄灭了。电魔杖的灭火原理，其实就是产生可以移动的电场，用来驱动火焰中的电离子，这是灭火的关键。
解决问题的核心，就在于控制这一运动…不妨想象下，你在向插满蜡烛的生日蛋糕吹气时，怎样才能以最快速度吹灭尽可能多的蜡烛?需用多大的力气吹?朝哪个方向吹?这个问题并不简单。目前，美国哈佛大学的科学家们正在研究，他们希望借助一种和金属电极同样简单实用的装置，使火焰离开燃料，从而自动熄灭。怎样才能灭火?
通常，燃料的能量是以化学能的形式贮存在燃料中，燃料需要被加热气化，气相的燃料继续被加热到燃烧温度，才可能持续释放能量，维持反应的进行。火焰的反应区很细，通常是毫米，甚至是微米水平的，我们所看到的火焰，其实是燃烧产物烟黑蝠射的结果，并不是真正的反应区。真正的反应区非常薄，非常高温，才可以维持燃烧反应的正常进行。多少温度才可以维持燃烧?点火的扩散火焰，需要1300C，才能被点燃。而灭火时的预混火焰，我们需要把火焰温度降低到1500cc左右，才能保证灭火的效果。
有两种主要的灭火方式：一种是从源头停止燃料的供给，如用水灭火，降低燃料的表面温度，停止吸热挥发的热解过程，大约80％的灭火方式是基于水的冷却灭火原理。目前，消防队员使用水、泡沫和粉末等物质来扑灭火焰，就是这一道理。还有一种方式就是对火焰结构作文章，所谓的气相灭火方式，只有20％的市场份额，可也是最有利可图的市场份额。原因在于，气相灭火方式没有污染，不需要后处理，减少因水带来的危害以及由灭火剂引起环境影响。因此，一旦火被扑灭可以立即恢复生产，避免常规灭火方式带来的停产损失。原理相当简单
电魔杖是如何工作的呢?我们知道，1个原子包含1个带正电荷的原子核和若干带负电荷的电子，因而原子整体呈电中性。但在化学反应中，原子经常会因得到或失去1个甚至多个电子而带上电荷，这种带电粒子被称为离子。电场使火焰中大量的带电粒子加速移动：哈佛大学的专家们认为，每立方厘米的火焰中这些带电粒子数量可达1000亿个!在移动过程中，这些带电粒子与中性粒子(火焰内部的中性粒子与空气中的一样)发生碰撞，并使之电离。由离子流动所带动的空气流动，被称作“电风”或“离子风”。
消防员使用的灭火电魔杖其实是一个金属电极，它与高压电池组的端子相连，携带着高电势。此电势与地面电势间的显著差异导致一个强电场的形成。具体的操作过程并不复杂：金属电极接到高电压电源唯一的端子上，并在电魔杖末端形成高电势。该电势与地面电势间存在显著差异，从而形成一个电场。电场使附近所有带电粒子活动起来。由于火焰内部充满带电粒子，因此电极产生的电场会使火焰内部的带电粒子向某个方向移动，从而生成所谓的“电风”。“电风”立即将火“吹”离助燃物(木头、煤气等)，将火焰与燃料分离，没有了燃料，烈火难以为继，因此它就熄灭了。
你或许要问，传统的消防水带不是可以灭火吗?其效力有目共睹…既然如此，科学家为何还要绞尽脑汁研制新型灭火器呢?这是因为，水带或泡沫灭火器的使用会造成巨大破坏。以图书馆火灾为例：为避免整幢大楼付之一炬，消防员必须喷射大量的水，而这些水会对馆藏书籍造成难以弥补的损失。但如果使用电灭火器的话，或许能很快控制火情，又能避免大量物品受潮。此外，电灭火装置甚至可以像室内自动喷水灭火系统(隐藏在吊顶中的水龙头在“闻”到烟味后会自动洒水)一样被安装进建筑物内部，从而将火苗扼杀在摇篮里。不过，在消防员化身手持魔杖的“哈利・波特”前，我们还得等上至少10年。不过这样的等待非常值得，毕竟哈佛大学发明的灭火电魔杖将会彻底颠覆人类已经沿用了千年的灭火方法。科学家现在通过改变电魔杖中电极的形状、电流强度、频率、电压等来扩大灭火的距离及范围。为了人人可以随身携带，相信未来的灭火电魔杖会更加小巧、便捷。