第一次世界大战期间,1915年4月的某一天,天气阴冷,英法联军的士兵正蜷缩在战壕中,战场上一片宁静。
突然,从德军阵地的方向,飘来一大片黄绿色的气体,好像一阵妖雾随风吹向英法联军的阵地。猝不及防的士兵顿时乱成一片,战壕里到处是咳嗽声、叫骂声……这是现代战争中第一次使用毒气。从此揭开了化学战的序幕。
人们为了毒气,想尽了各种方法。如为了对付氯气,当年科学家提出,在普通口罩里垫上一层用硫代硫酸钠溶液浸过的棉花,使氯气和硫代硫酸钠反应,变成无毒物质。
可是,化学武器中使用的毒剂远不止一种。还有引起神经性中毒的沙林、梭曼,有引起皮肤糜烂的芥子气,有使人窒息而死的光气……
我们不能设想,每个士兵都要成为化学分析家,一发觉毒剂就能判断它是什么种类;也不能设想,每个士兵身上带着针对各种毒剂的各种消毒剂。
为了应付化学武器中各种各样的毒剂,科学家进行了研究。光是找出各种毒剂的消毒剂是不够的,必须找出一种办法,它可以对付所有的(至少是极大多数)毒剂。
经过研究发现,极大多数毒剂在常温下是液体或固体,也就是它们的沸点较高。而人呼吸所需的氧气,沸点很低(-183℃)。沸点低表明氧气分子之间的吸引力弱,而沸点高的物质,表明构成物质的分子间吸引力强。
化学家针对化学毒剂与氧气的区别,找到了一种有效的物质——活性炭。它是用木材或核桃壳等含碳物质在隔绝空气的条件下,加强热制成的木炭。在显微镜下观察一张薄片木材,可以看到许多细管道。木材变成木炭后,这些管道仍然存在。再把木炭放在水蒸气里加强热,除去附着在木炭孔隙表面的油质,使管道更加畅通,表面积增大。经过这样加工后的木炭,叫做活性炭。
活性炭呈黑色颗粒状或粉末状。它具有巨大的表面积,如1克活性炭的表面积竟达1000平方米之多。活性炭跟气体、液体或溶液接触时,巨大的表面积就会吸附各种分子,特别是吸附分子间吸引力强的分子。于是,一种能对付大多数毒剂的防毒面具发明出来了。
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目前使用的防毒面具,主要是过滤式防毒面具。它是由面罩、滤毒罐和面具袋组成。滤毒罐起防毒作用。当人佩戴防毒面具后,外界受污染的空气,先经过滤毒罐过滤后,再进入人的呼吸道。
滤毒罐有滤烟层、装填层组成。滤烟层中的填充物能滤除毒烟、毒雾,即颗粒比较大的固体和液滴。装填层中放的是活性炭,专门用来吸附空气中的毒剂蒸气。为了提高防毒的效果,预先把活性炭在含银、铜、铬等物质的溶液中浸渍,使活性炭表面含有微量的氧化银、氧化铜、氧化铬。当毒剂蒸气被活性炭表面吸附时,可在氧化银、氧化铜、氧化铬的催化作用下,跟氧气发生化学反应,而变成无毒的物质。
当我们佩戴防毒面具后,在被毒剂污染的空气中也就无所畏惧了。外界受污染的空气经过滤毒过滤后,毒剂被过滤、吸附、消毒,而氧气却能源源不断地供人呼吸。