冷冻剂氟利昂能杀人于无形？这集柯南必须拥有姓名

哪里有柯南，哪里就有命案，《名侦探柯南》中你印象最深的杀人事件是什么？

比如《花香杀人事件》......

凶手将毒药藏在花蕊中，然后用冷冻剂氟利昂将花瓣冷冻住，由于每个人都要佩戴由花瓣制成的胸针，当时间一到，花瓣解冻绽放，这时花瓣内的毒气开始泄露，真正做到“杀人于无形”。

图源《名侦探柯南》

氟利昂曾是空调和冰箱中常用的冷冻剂，你对这个名字熟悉吗？

氟利昂的前世今生

19世纪，科学家利用气体加压液化和常温汽化转移热能，制造出低温环境，发明了最早的制冷剂——氨或二氧化硫。

这两种物质虽然安全，但它们都有强烈的刺激性气味，浓度大时还有毒性，并对金属有腐蚀作用。

1929年，俄亥俄州克利夫兰某家医院的冰箱氨气泄漏，导致超100人丧生。而后不久，美国人托马斯·米奇利机缘巧合下，研制出一种稳定、不易燃、不腐蚀且无毒的新型制冷剂。

图源维基百科

通过研究门捷列夫的化学元素周期表，托马斯发现周期表上某些非金属元素即使是在室温下，生成的化合物也能呈现出气态，而这种化合物的可燃性也具有一定规律。

如：甲烷易燃，水和氟化氢则怎么都烧不起来，根据这种规律，托马斯选出了更加适合的物质——氟、氯化合物来做做新型制冷剂。

通过反复的实验，一种叫做二氟二氯甲烷（即CFC-12，R12）的物质被合成出来，新的制冷剂就这样诞生了。

1931年，美国杜邦公司将R12工业化，其用来商标注册的名称就是我们今天熟悉的“氟利昂”。

某些我们听起来很陌生的专有名词，如氟氯烃、氯氟烃等，它们的化学性质都是相似的，可以看做是同一类物质。

制冷高手氟利昂

氟利昂不是一种制冷剂，而是一类制冷剂的统称。

应用比较广泛的氟利昂，属于高温制冷工质的有R11，属于中温制冷工质的有R12、R22；属于低温制冷工质的有R13、R23，此外还有R14、R114、R142等。作为制冷剂，氟利昂的制冷原理并不复杂，在由液态转化为气态的过程中，蒸发吸热，从而实现制冷。

这就像是我们在烧水时，热水只能到达100℃，继续加热，液态水就吸热变成气态水同样的原理。

由于氟利昂沸点低，在相态转变的过程中可以更好地吸放热，多用于冰箱及空调制冷。

但在为人们生活提供便利的同时，冰箱、空调中氟利昂含有的含氯、溴的卤代烃对大气臭氧层的破坏作用也逐渐展现出来。

图源hippopx

臭氧层破坏者

地球上的大多数臭氧都储存在平流层，它像一把“保护伞”，抵御紫外线对我们的辐射。氟利昂在被排放出去后，停留在对流层和平流层中。

氟利昂分子在对流层时很稳定，几乎不发生化学反应。但当它们上升到平流层后，在紫外线的强烈作用下，氯原子会从含氯的氟利昂分子中分解出来，和臭氧发生反应，从而不断消耗臭氧。

仅一个氯原子就能够对10万个臭氧分子造成破坏，不仅是臭氧杀手，同时也是“温室效应”全球变温的帮凶。所以，别看氟利昂的量小，但是其破坏性极大。

平流层，图源hippopx

除此之外，氟利昂的渗透性很强，容易漏气，而由于其味道轻微，即使泄漏也难以被及时察觉。

泄漏之后的氟利昂遇到明火或空气中温度达到400度时，有可能分解出剧毒的光气，会进一步污染环境，因此国家早已禁止将氟利昂用做制冷原料。

在替代中寻找最优解

制冷剂的更替循序渐进，目前已经更新到第四代。由于冰箱需要的制冷剂量较少，相对容易替代。

早在1995年，异丁烷（R600a）就被当做替代物应用到冰箱产业中去。异丁烷最大的优势在于不会对臭氧层造成破坏，但其也有一个致命的特点：易燃易爆。

含氢氯氟烃作为氟利昂的一种替代，多了一个化学元素氢，虽然在空气中的寿命会短一些，但它仍然含有氯，依然消耗臭氧层，目前发达国家也基本完成了对这种物质的淘汰。

图源hippopx

直到2000年以后，四氟乙烷作为相对清洁的能源成为被广泛使用的制冷剂；2009年，天然工质丙烷（R290）被作为中国房间空调制冷剂的主要替代技术，但其易燃易爆炸的问题无法得到根本解决。

氟利昂作为一种制冷物质，如今已经逐渐被淘汰，现在我们办公或家用的空调，更多采用的是新型环保制冷剂，不仅制冷效率更好，还不会破坏臭氧。

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审核专家：孙亚飞，清华大学化学博士。

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