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                    《科學24小時》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    旨在向全國廣大群眾,特別是具有中等文化程度的廣大青年,普及科學技術知識,繁榮科普創作,啟迪思想,開拓視野。

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                    “暖寶寶”的化學奧秘

                    2018-06-06 22:21:00

                      “暖寶寶”攜帶方便,發熱持久。因此,作為便捷、安全的貼身發熱器具,“暖寶寶”已成為當今國際取暖驅寒,熱敷理療的時尚用品。那么,它的結構成分是什么,又運用了什么原理?讓我們一起來了解一下吧!

                      結構成分與發熱原理

                      暖寶寶的反應原理其實就是利用原電池加快氧化反應速度的原理,將化學能轉變為熱能。它主要由碳粉、鐵粉、水、鹽水以及些許添加劑組成一個原電池放電。由于它沒有正負極,電子無法分正負電子導出,于是直接形成短路,從而產生熱量。

                      “暖寶寶”由原料層、明膠層、無紡布袋三部分組成。原料層置于無紡布袋內,由鐵粉、石、活性炭、無機鹽、水等合成。明膠層用于使其粘附在衣服上,一般選用優質壓敏膠涂層,粘結牢固,絕不污損衣物。為了使保溫長久持續,產品使用了礦物材料蛭石。無紡布袋采用微孔透氣膜制作,特點是均勻不漏、透氣性好。在使用時,去掉外袋,讓內袋暴露在空氣里,空氣中的氧氣通過透氣膜進入原料層。放熱的時間和溫度就是通過透氣膜的透氧速率進行控制的。如果透氧太快,熱量會迅速放空,且還可能燙傷皮膚;如果透氧太慢,又沒有什么溫度感。能夠持續發熱12小時的暖寶寶是由于里面的高純度的鐵粉與空氣持續緩慢地發生氧化反應的結果。

                      暖寶寶采用鐵的“氧化放熱”原理,并且利用微孔透氧技術,使產品具有散熱均衡、發熱持久的特點。在未使用前,必須采用完全隔絕空氣的包裝方式,一旦開包,化學反應開始,便自動加熱。

                      鐵的“氧化放熱”原理,實際上就是根據鐵在潮濕空氣中發生吸氧腐蝕的原理?;钚蕴烤哂袕娢叫?,在活性炭的疏松結構中因此儲有水蒸氣。若水蒸氣液化成水滴,流出與空氣和鐵粉接觸,在氯化鈉的催化作用下,就會較為迅速地發生反應,生成氫氧化鐵,于是放出熱量。鐵在自然條件下的氧化反應速度是緩慢的,若能加快這種反應,如設法加大鐵的表面積,使用水、食鹽和活性炭形成原電池來促進反應,就可以得到發熱袋所需的溫度,成為發熱袋的熱源。

                      詳解反應成分

                      鐵粉:空氣中的氧氣與鐵粉發生反應產生氧化鐵,鐵被腐蝕的時候會釋放出熱量。這些熱量能令鐵粉的溫度達到72.78℃;軍用級別的取暖器溫度能達到93.33℃。一般工廠將鐵碾碎或者用水噴射熔化了的鐵來得到鐵粉。

                      多孔的小袋子:打開塑料包裝袋,空氣就滲入了暖寶寶小袋子中,袋子中開始進行能發熱的化學反應。小孔越多意味著空氣越多,因此鞋用暖寶寶的小孔比一般暖寶寶更多(鞋中的空氣沒那么流通,需要更多孔)。

                      活性炭:活性炭的作用是吸附住空氣中的水分,保證氧化過程順利進行。它還有導熱功能,因此它能均勻散熱。加熱后的木炭體積膨脹,在碳原子間會留出數以百萬計的小孔,這樣一來每克炭的表面積會增加至2000平方千米,這些縫隙用來吸附水分足夠了。

                      氯化鈉:氯化鈉(鹽)與水混合是一種能促使鐵粉腐蝕的催化劑。蛭石:這種含水的硅酸鎂鋁在加熱的時候會膨脹,看上去就像蠕蟲一樣,因此得名于拉丁語中ver-miculus的蠕蟲。它很輕,吸水能力強,在暖寶寶中不參與化學反應。它的味道也不臭,因此它是一種能防火的超級材料。它是絕緣體,有些建筑材料中也會用到它。它和活性炭一起將鐵粉分散開來,避免暖寶寶中的填充物發熱太快灼傷皮膚。

                      取暖驅寒但須合理使用

                      好的暖寶寶升溫快,發熱均勻,持續時間長,而且手感舒適,不墜袋。暖寶寶對關節炎、肩周炎、腰腿痛、風濕及類風濕、畏寒不適、四肢發涼、傷處遇寒疼痛等患者有止痛保健作用。

                      從暖寶寶的材料來看,只要按照科學的使用方法和正確的步驟使用,應該是沒有副作用的,但劣質產品可能會使用工業鐵粉,對人體有害,所以消費者要謹防低價劣質產品。

                      一般人使用暖寶寶是不會有不良反應的。不過,糖尿病人、小孩和老人要慎用,因為糖尿病患者和老人肢體末端感覺減退,小孩則皮膚嬌嫩,容易發生低溫燙傷。使用前一定要仔細閱讀使用方法和注意事項。暖寶寶的最高發熱溫度可達66℃,且12小時持續均勻放熱,因此是嚴禁直接貼在皮膚上的,也不適合貼在較薄的衣服上,睡覺時也不宜使用,使用時最好每隔1小時檢查一下皮膚,發現有紅斑或其他不適,應立即停止使用。

                    本文來自《科學24小時》

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