马里兰大学首次发现神奇的蓝色“妖火”

谈到“火焰旋涡”（或者说“火龙卷”），人们大多闻之色变。夹卷着火焰、像一条火龙般旋转前进的“火旋涡”，所到之处皆为灰烬，给人的生命财产安全和生态环境都带来严重威胁。

某次火灾中的“火龙卷”。图片来源：网易新闻

尽管火焰旋涡可谓声名狼藉，但最近马里兰大学的科学家却发现了一种妖艳的蓝色火焰旋涡，这是人们之前从未曾见识过的火焰状态。与它的那些总爱惹事生非的同类不同，这种被称为“Blue Whirl”的蓝色“妖火”可以在水面燃烧，几乎不会产生任何烟尘，若利用得当，将可大大减少碳排放，更可极好地应对原油泄露事故！他们的研究成果发表在《美国科学院院刊》（PNAS）上。（From fire whirls to blue whirls and combustion with reduced pollution. PNAS, 2016, DOI: 10.1073/pnas.1605860113）

“蓝色火焰旋涡是由传统的黄色火焰旋涡进化而来的，黄色火焰旋涡之所以呈现黄色，可归咎于辐射出的烟尘粒子——因氧气不足而无法完全燃烧所导致，”本文作者之一、美国工程院院士Elaine Oran说。“火焰旋涡呈蓝色，表明氧气比较充足，所以燃烧得很彻底，这样就不会留下多少烟灰，因而称得上是清洁型燃烧。”

蓝色火焰漩涡的“进化”历程。图片来源：PNAS

Oran等人在他们设计的火焰旋涡发生装置快速混合燃料，产生强力漩涡，最终在水面上观察到了蓝色火焰旋涡“Blue Whirl”。

科研人员设计的火焰旋涡发生装置。图片来源：PNAS

下面就让我们欣赏一下“Blue Whirl”的妖艳之美吧！

视频来源：PNAS

“因为破坏力巨大，火焰旋涡通常是以十恶不赦的反面角色的形象出现在世人面前。然而，与电一样，如果你摸透了它的脾气并因势利导，那么它也能很好地服务于人类，”本文作者之一、马里兰大学防火工程系助理教授Michael Gollner说，“就实际用途而言，这是人类首次对火焰旋涡展开深入研究。”

在处理海上原油泄露事故时，人们常常将泄露的原油围圈起来，聚拢后就地焚烧，然而，这种处理方式烟尘大、效率低且燃烧得很不充分。而马里兰大学的科学家们发现，如果原油以这种“Blue Whirl”蓝色火焰旋涡的形式燃烧，则将燃烧得非常彻底，效率高，释放到海水及周边空气中的有害物质的量会大大降低。

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“比起其他形式的燃烧，蓝色火焰旋涡之所以更有效率，是因为此种情形下燃料表面更热，所以燃烧得更快也更彻底。在水体表面进行的实验中，我们还发现，火焰的旋转也有助于促进燃料燃烧。如果我们能在现阶段的实验基础上更进一步，更大规模地实现这种蓝色旋涡火焰，无疑会为有效应对海洋原油泄露、更好地保护环境带来一大利好。”Gollner说道。

事实上，科学家们表示，除了能够提高燃料燃烧效率和更好地应对原油泄露，这种“蓝色火焰旋涡”还可能有其他用途，比如可以被用来研究流体力学中的某些现象。

“众所周知，火焰旋涡通常非常狂暴，但我们新发现的这种蓝色火焰旋涡看上去却像是个谦谦君子，非常安静和稳定，”文章通讯作者、马里兰大学助理研究员Huahua Xiao说，“这项新发现意义重大，潜在应用前景一片光明。”

1. http://www.pnas.org/content/early/2016/08/03/1605860113.full

2. http://www.umdrightnow.umd.edu/news/newly-discovered-blue-whirl-fire-tornado-burns-cleaner-reduced-emissions