想象一下，梅雨季節(jié),，你正在一條雙車道公路上行駛,。天色昏暗，下著雨,。也許您的車速比較快,。也許一只貓剛好沖到路上，或者也許另一位司機(jī)失去了對(duì)車輛的控制,。你急轉(zhuǎn)彎并猛踩剎車,，會(huì)發(fā)生什么？

你的車在發(fā)生碰撞的那一剎那,，安全帶收緊,，而你與嚴(yán)重受傷甚至死亡之間唯一的障礙就是一個(gè)裝滿氮?dú)獾谋∧猃埓踩珰饽遥榈囊宦晱棾觥?/p>

你可知道,，救你一命的安全氣囊,，沒你想象的那么安全,，它只是用一次僅僅零點(diǎn)幾秒的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的爆炸，緩沖了你的碰撞,！

安全氣囊挽救了成千上萬的人

用于給安全氣囊充氣的化學(xué)方法已經(jīng)發(fā)生了變化,。

多年來，汽車制造商一直在尋求使用更高效,、更便宜的化學(xué)方法,，并減少使用任何潛在危險(xiǎn)化學(xué)品，但這些變化并不總是朝著好的方向發(fā)展,。

20世紀(jì)90年代末,，汽車零部件制造商高田推出了一種安全氣囊配方，導(dǎo)致美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)稱其為“美國歷史上最大,、最復(fù)雜的汽車召回事件”,。

如今，利用化學(xué)反應(yīng)和壓縮氣體罐的結(jié)合讓安全氣囊有了更多的發(fā)展,。美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)的數(shù)據(jù)顯示,，1987年至2017年間，安全氣囊在美國挽救了50457人的生命,。安全氣囊從方向盤,、儀表盤、座椅和車門周圍的支架中彈出,，保護(hù)頭部和四肢免于撞到汽車堅(jiān)硬的表面,。

安全氣囊不為人知的工作方式

速度是安全氣囊正常工作的關(guān)鍵。

汽車碰撞時(shí)間的平均汽車碰撞時(shí)間不到200毫秒,，相當(dāng)于兩次眨眼的時(shí)間,。因此，安全系統(tǒng)需要在更短的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮作用,。從檢測(cè)到碰撞到展開安全氣囊大約需要10-30毫秒,。這個(gè)過程需要一些復(fù)雜的工程設(shè)計(jì)，但其中最核心是化學(xué)反應(yīng),，需要在一瞬間將固體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體,。

1999年，美國強(qiáng)制要求所有車輛都配備前安全氣囊,，但汽車公司早在20世紀(jì)70年代初就開始研發(fā)安全氣囊,。發(fā)明家和工程師們甚至在那之前就已經(jīng)開始試驗(yàn)了，最早的汽車安全氣囊專利可以追溯到20世紀(jì)50年代初,。

德國發(fā)明家 Walter Linderer 和美國工程技術(shù)人員 John Hetrick 分別申請(qǐng)了使用壓縮空氣給汽車氣墊充氣的專利,。但壓縮空氣被證明太慢，不實(shí)用,。

1967 年,，美國人 Allen K. Breed 申請(qǐng)了電磁傳感器的專利,，成為安全氣囊快速展開的關(guān)鍵。

1964 年,，日本汽車工程師 Yasuzaburou Kobori 解決了快速產(chǎn)生大量氣體的問題。他的巧妙想法是利用產(chǎn)生氣體的化學(xué)爆炸來給安全氣囊充氣,。

安全氣囊的化學(xué)反應(yīng)過程

第一個(gè)廣泛使用的系統(tǒng)使用疊氮化鈉來給安全氣囊充氣,。

傳感器觸發(fā)一個(gè)點(diǎn)燃疊氮化鈉的裝置，產(chǎn)生氮?dú)夂外c金屬,；

安全氣囊制造商添加硝酸鉀和二氧化硅,，與產(chǎn)生的鈉金屬發(fā)生反應(yīng),，反應(yīng)生成硅酸鉀和硅酸鈉,，這兩種物質(zhì)都可以阻止鈉與空氣中的水分反應(yīng)形成腐蝕性的氫氧化鈉。

這種早期的安全氣囊在20世紀(jì)90年代末就已逐步淘汰這種化學(xué)物質(zhì),，因?yàn)楣腆w硅酸鹽在爆炸時(shí)會(huì)吸收熱量,，這些微小的熱顆?？赡軙?huì)燙傷人。

疊氮化鈉的毒性是安全氣囊制造商放棄這種化學(xué)物質(zhì)的另一個(gè)原因,。因?yàn)橐坏┻@種化合物被封裝在安全氣囊系統(tǒng)中,，幾乎就不會(huì)接觸到它。但當(dāng)汽車報(bào)廢時(shí),，安全氣囊會(huì)自然展開,，產(chǎn)生的物質(zhì)會(huì)污染環(huán)境。

高田安全氣囊的全球召回是一個(gè)時(shí)代的結(jié)束

安全氣囊制造商一直在尋找一種化學(xué)反應(yīng),，使每克材料釋放出更多的氣體,，這樣他們就可以使安全氣囊系統(tǒng)更小更輕。

20世紀(jì)90年代末,，安全氣囊制造商高田公司推出了一種系統(tǒng),，用硝酸銨（一種肥料和眾所周知的爆炸物，俄羅斯克里米亞大橋當(dāng)時(shí)恐怖的爆炸現(xiàn)場(chǎng)）代替疊氮化鈉,。事實(shí)證明,，這一變化帶來了災(zāi)難性的后果。

隨著時(shí)間的推移,，高田安全氣囊中的硝酸銨分解,，導(dǎo)致其在安全氣囊展開時(shí)不受控制地爆炸，這會(huì)破壞裝有硝酸銨的容器,，將金屬彈片爆射到車內(nèi),。第一起報(bào)告的安全氣囊破裂事件發(fā)生在2004年：據(jù)美國國家公路交通安全管理局稱，該缺陷僅在美國就造成23人死亡,，至少400人受傷,，導(dǎo)致數(shù)千萬輛汽車中的6700萬個(gè)安全氣囊被召回,。

高田安全氣囊硝酸銨為何會(huì)分解？

潮濕空氣中的水分滲透到了硝酸銨外殼周圍的密封件中,，隨著時(shí)間的推移,，水分通過奧斯特瓦爾德熟化過程將硝酸銨從均勻的固體轉(zhuǎn)變?yōu)椴紳M孔道的固體。高溫加劇了這一問題,，因此在美國部分溫暖潮濕的地區(qū),，情況更為嚴(yán)重。安全氣囊展開時(shí),，燃燒產(chǎn)生的熱氣迅速流過孔道,，僅用3-5毫秒就燒穿了材料，而設(shè)計(jì)用時(shí)為30毫秒,。

由于問題非常普遍（涉及 19 家汽車制造商的車輛）,，因此部分安全氣囊仍未更換。汽車制造商 Stellantis（前身為 Fiat Chrysler）警告2005-10 款道奇 Magnum 旅行車,、道奇 Challenger 轎跑車,、道奇 Charger 和克萊斯勒 300 轎車的車主，如果安全氣囊尚未更換,，則不要駕駛車輛,。該汽車制造商表示，這些車輛應(yīng)被拖走進(jìn)行維修,。美國司機(jī)可以使用車輛識(shí)別號(hào)查看自己的車輛是否在召回范圍內(nèi),。

現(xiàn)代安全氣囊的技術(shù)

如今的安全氣囊使用不同的化學(xué)物質(zhì)來產(chǎn)生氮?dú)猓合跛犭液拖跛徙~氧化劑。

當(dāng)安全氣囊被觸發(fā)后,，硝酸胍分解成氮?dú)?、水和氮?dú)狻Ｔ诜磻?yīng)中添加的硝酸銅氧化劑還可降低廢氣溫度,。更為重要的是硝酸胍相對(duì)便宜,，而且與硝酸銨不同，它對(duì)水分不是特別敏感,。因此硝酸胍現(xiàn)在是安全氣囊的首選化學(xué)品,。

結(jié)語

隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，化學(xué)系統(tǒng)不再是用于給安全氣囊充氣的唯一技術(shù),。目前第三代的側(cè)簾式安全氣囊依靠壓縮氦氣或氬氣-氦氣混合物充氣,。

作為汽車安全的最后一道屏障，以防萬一,，在啟動(dòng)你的車之前,，最好問問你的汽車制造商用的是那種安全氣囊，并檢查一下你車輛的安全氣囊是否屬于召回產(chǎn)品。