飛機、汽車、卡車等交通工具在受猛烈撞擊後可能起火爆炸造成人員傷亡，這類與燃油直接有關的慘劇不時在現實生活中上演。美國加州理工學院與軍方研究人員10月1日宣佈，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險大幅降低，從而避免類似慘劇。

　　領導研究的加州理工學院教授朱莉婭·科恩菲爾德在電話記者會上説：“從科學角度看，這些聚合物（燃油添加劑）突破人們曾經以為的存在的極限。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。”

　　這項成果發表在2日出版的新一期《科學》雜誌上。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自台灣大學的韋明新，以及本科和碩士畢業自北京大學的李博彧。韋明新目前在加州理工學院從事研究工作，而李博彧正在讀博士。

　　安全清潔燃油的重大進展

　　“當初，項目贊助方的目標是在墜機或車子受撞擊後，乘員們有10秒的逃生時間。現在，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生毀滅性爆炸，裏面的乘客可能會有約90秒的時間疏散到安全處。”美國加州理工學院研究員韋明新接受採訪時這樣解釋其研究工作的意義。

　　《科學》雜誌編輯認為，具有防爆效果的燃油添加劑終於能從構想成為現實，這是邁向更安全、更清潔燃油的“重大進展”。利用航空燃油進行的測試顯示，這種添加劑會使得霧化和爆炸性顯著降低，即便經過抽吸、過濾等環節，依然不會失效。

　　該添加劑與現有的柴油發動機相容，不僅不會影響發動機的性能，還有其他額外好處，比如能夠用於降低柴油發動機排放的碳微粒，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

　　韋明新介紹説，從上世紀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險，但它們的缺點是脆弱，一旦這種高分子通過燃油泵或處於劇烈變化環境，就會“從中斷裂”並永久失去效用，因而無法實際應用。韋明新本科和碩士畢業自台灣大學，2006年進入加州理工學院，師從朱莉婭·科恩菲爾德教授進行高分子研究。

　　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，導致580多人死亡。這起事故使學界對防爆燃油添加劑的研究更加熱衷，其中備受關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”，通過締合基團的作用，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”，但通過後會借助締合基團重新聚整合超分子。但“抗霧化燃油”計劃最終還是失敗了。

　　 超大超分子為技術關鍵

　　當科恩菲爾德團隊自2002年再次研究防爆燃油添加劑後，他們用了約4年時間總結該計劃失敗的教訓。韋明新説，雖然初步測試顯示，FM－9締合高分子似乎真能降低燃油爆炸風險，但由於FM－9與航空燃油的相容性欠佳，並且會堵塞發動機，迫使當時的英美研究團隊必須在發動機的燃油入口處加裝“降解器”。

　　科恩菲爾德團隊的思路是，在一條長柔性高分子骨架的兩端加上具有“尼龍搭扣”性質的締合基團組成的超大超分子，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”結合，能將高分子鏈組裝成非常長的超分子結構，從而提供防爆效果。當通過燃油泵或處於劇烈變化環境時，超分子內的“鉤帶”和“絨帶”間的結合會被拉斷，但骨架鏈仍然完好。回到比較平和的環境時，高分子鏈會重新結合成超分子。

　　科恩菲爾德解釋説，這種燃油添加劑是由許多高分子組裝而成的“超分子”，結構非常長，可以控制撞擊下的燃油霧化過程。具體而言，當有撞擊事件發生時，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的風險。韋明新加入科恩菲爾德團隊後，在締合基團、長柔性高分子長度等方面取得一系列突破，歷經4年實現上述思路。他説，控制燃油的爆炸，關鍵在於能否抑制火情蔓延，他們的超大超分子可以讓燃油霧化形成的液滴變大，進而切斷連鎖反應，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，那麼前者發生起火爆炸會把所有東西燒光，而後者起火後卻能自行熄滅。韋明新等人的新成果恰恰與美國海軍的發現相互呼應。

　　值得往下走的方向

　　科恩菲爾德表示，目前這項技術的産業化工作正在進行。樂觀估計，在柴油方面的商業化使用在兩年內能有重大進展。至於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）燃油預計增加6美分的成本，但隨著技術的改進，成本會降至2美分或更低。

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

　　對於這種添加劑的應用前景，韋明新坦承，他們接觸過一些大型石油企業，發現燃油爆炸問題似乎不太受關注，因為業內人士普遍認為，目前的航空業已非常成熟，歐美很少有墜機事件發生。從經濟上看，這個技術會帶來成本增加，短期內對航空業或相關産業卻無實質性回饋。

　　“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。這麼大的超分子卻能承受環境劇烈變化而不致損壞，這是很多人覺得有意思、值得往下走的方向。”韋明新説。

　　（據新華社）