想象一下，梅雨季节，你正在一条双车道公路上行驶。天色昏暗，下着雨。也许您的车速比较快。也许一只猫刚好冲到路上，或者也许另一位司机失去了对车辆的控制。你急转弯并猛踩刹车，会发生什么？

你的车在发生碰撞的那一刹那，安全带收紧，而你与严重受伤甚至死亡之间唯一的障碍就是一个装满氮气的薄尼龙袋——安全气囊，砰的一声弹出。

你可知道，救你一命的安全气囊，没你想象的那么安全，它只是用一次仅仅零点几秒的化学反应产生的爆炸，缓冲了你的碰撞！

安全气囊挽救了成千上万的人

用于给安全气囊充气的化学方法已经发生了变化。

多年来，汽车制造商一直在寻求使用更高效、更便宜的化学方法，并减少使用任何潜在危险化学品，但这些变化并不总是朝着好的方向发展。

20 世纪 90 年代末，汽车零部件制造商高田推出了一种安全气囊配方，导致美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 称其为“美国历史上最大、最复杂的汽车召回事件”。

如今，利用化学反应和压缩气体罐的结合让安全气囊有了更多的发展。美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 的数据显示，1987 年至 2017 年间，安全气囊在美国挽救了 50457 人的生命。安全气囊从方向盘、仪表盘、座椅和车门周围的支架中弹出，保护头部和四肢免于撞到汽车坚硬的表面。

安全气囊不为人知的工作方式

速度是安全气囊正常工作的关键。

汽车碰撞时间的平均汽车碰撞时间不到 200 毫秒，相当于两次眨眼的时间。因此，安全系统需要在更短的时间内发挥作用。从检测到碰撞到展开安全气囊大约需要 10-30 毫秒。这个过程需要一些复杂的工程设计，但其中最核心是化学反应，需要在一瞬间将固体物质转化为气体。

1999 年，美国强制要求所有车辆都配备前安全气囊，但汽车公司早在 20 世纪 70 年代初就开始研发安全气囊。发明家和工程师们甚至在那之前就已经开始试验了，最早的汽车安全气囊专利可以追溯到 20 世纪 50 年代初。

德国发明家 Walter Linderer 和美国工程技术人员 John Hetrick 分别申请了使用压缩空气给汽车气垫充气的专利。但压缩空气被证明太慢，不实用。

1967 年，美国人 Allen K. Breed 申请了电磁传感器的专利，成为安全气囊快速展开的关键。

1964 年，日本汽车工程师 Yasuzaburou Kobori 解决了快速产生大量气体的问题。他的巧妙想法是利用产生气体的化学爆炸来给安全气囊充气。

安全气囊的化学反应过程

第一个广泛使用的系统使用叠氮化钠来给安全气囊充气。

传感器触发一个点燃叠氮化钠的装置，产生氮气和钠金属；

安全气囊制造商添加硝酸钾和二氧化硅，与产生的钠金属发生反应，反应生成硅酸钾和硅酸钠，这两种物质都可以阻止钠与空气中的水分反应形成腐蚀性的氢氧化钠。

这种早期的安全气囊在 20 世纪 90 年代末就已逐步淘汰这种化学物质，因为固体硅酸盐在爆炸时会吸收热量，这些微小的热颗粒可能会烫伤人。

叠氮化钠的毒性是安全气囊制造商放弃这种化学物质的另一个原因。因为一旦这种化合物被封装在安全气囊系统中，几乎就不会接触到它。但当汽车报废时，安全气囊会自然展开，产生的物质会污染环境。

高田安全气囊的全球召回是一个时代的结束

安全气囊制造商一直在寻找一种化学反应，使每克材料释放出更多的气体，这样他们就可以使安全气囊系统更小更轻。

20 世纪 90 年代末，安全气囊制造商高田公司推出了一种系统，用硝酸铵（一种肥料和众所周知的爆炸物，俄罗斯克里米亚大桥当时恐怖的爆炸现场）代替叠氮化钠。事实证明，这一变化带来了灾难性的后果。

随着时间的推移，高田安全气囊中的硝酸铵分解，导致其在安全气囊展开时不受控制地爆炸，这会破坏装有硝酸铵的容器，将金属弹片爆射到车内。第一起报告的安全气囊破裂事件发生在 2004 年：据美国国家公路交通安全管理局称，该缺陷仅在美国就造成 23 人死亡，至少 400 人受伤，导致数千万辆汽车中的 6700 万个安全气囊被召回。

高田安全气囊硝酸铵为何会分解？

潮湿空气中的水分渗透到了硝酸铵外壳周围的密封件中，随着时间的推移，水分通过奥斯特瓦尔德熟化过程将硝酸铵从均匀的固体转变为布满孔道的固体。高温加剧了这一问题，因此在美国部分温暖潮湿的地区，情况更为严重。安全气囊展开时，燃烧产生的热气迅速流过孔道，仅用 3-5 毫秒就烧穿了材料，而设计用时为 30 毫秒。

由于问题非常普遍（涉及 19 家汽车制造商的车辆），因此部分安全气囊仍未更换。汽车制造商 Stellantis（前身为 Fiat Chrysler）警告2005-10 款道奇 Magnum 旅行车、道奇 Challenger 轿跑车、道奇 Charger 和克莱斯勒 300 轿车的车主，如果安全气囊尚未更换，则不要驾驶车辆。该汽车制造商表示，这些车辆应被拖走进行维修。美国司机可以使用车辆识别号查看自己的车辆是否在召回范围内。

现代安全气囊的技术

如今的安全气囊使用不同的化学物质来产生氮气：硝酸胍和硝酸铜氧化剂。

当安全气囊被触发后，硝酸胍分解成氮气、水和氮气。在反应中添加的硝酸铜氧化剂还可降低废气温度。更为重要的是硝酸胍相对便宜，而且与硝酸铵不同，它对水分不是特别敏感。因此硝酸胍现在是安全气囊的首选化学品。

结语

随着汽车技术的不断发展，化学系统不再是用于给安全气囊充气的唯一技术。目前第三代的侧帘式安全气囊依靠压缩氦气或氩气-氦气混合物充气。

作为汽车安全的最后一道屏障，以防万一，在启动你的车之前，最好问问你的汽车制造商用的是那种安全气囊，并检查一下你车辆的安全气囊是否属于召回产品。