아지드화나트륨, 자동차 에어백을 터트리는 안전한 물질?

 

에어백을 폭발시키는 데 사용되는 화학물질은 점점 진화해 자동차 제조업체는 보다 효율적이고 저렴한 화학 변환을 사용하고 잠재적으로 위험한 화합물 사용을 줄이기 위해 노력하고 있으며, 차량 충격에 의해 핸들에서 튀어나오는 에어백은 차량 내의 딱딱한 부분에 머리를 보호합니다.

 

아지드화나트륨(Sodium azide)

나트륨으로 알려진 금속입니다. 나트륨은 주기율표에서 11번째 원소로 매우 반응성이 강한 알칼리성 금속입니다. 나트륨 덩어리가 물과 접촉하면 물을 분해하여 수산화나트륨과 수소가스를 방출하게 되고 이 과정에서 발생하는 열은 수소가스를 점화시켜 불꽃과 큰 폭발을 일으키는데, 이런 폭발적인 반응은 나트륨의 높은 반응성 때문에 위험한 금속이지만 나트륨의 이 반응성을 응용해 '아지드화나트륨'이라는 화합물을 만들어 차량 내 에어백 시스템에서 작은 폭발을 일으켜 안전을 책임지는 폭발로 사용됩니다. 

 

 

에어백이 터지는 원리

자동차가 충돌하게 되면 센서는 아지드화나트륨이 있는 용기에 전기 신호를 보내고 신호는 가연성 화합물을 점화하고 그것이 생성하는 열은 아지드화나트륨의 분해를 시작합니다.

 

얼마나 빨리 반응하는가?

엄청난 양의 질소 가스가 폭발과 함께 즉시 쏟아져 나와 에어백을 채웁니다. 센서가 충돌을 감지할 때부터 에어백이 완전히 팽창될 때까지의 시간이 거의 30밀리 초, 100분의 3초에 불과합니다. 반면 정상적인 눈 깜빡임은 100밀리 초입니다. 충돌 후 약 50밀리 초(5/100, 초) 후에 차에 타고 있는 사람이 에어백에 부딪히면 에어백이 전진 에너지를 흡수하고 자동차의 다른 부품에 부딪히지 않도록 보호하는데, 마침내 화학물이 사람을 구하는 것입니다. 

 

 

화학물의 특징

• 아지드화나트륨은 빠르게 작용하는 화학 물질로 무취의 백색 고체로 존재
• 아지드화나트륨은 자동차 에어백에서 발견되는 화학 물질로 가장 잘 알려져 있습니다. 자동차 충격으로 인한 전하로 인해 아지드화나트륨이 폭발하여 에어백 내부의 질소 가스로 전환됩니다.
• 아지드화나트륨은 병원과 실험실에서 화학 방부제로 사용됩니다.
• 해충 방제를 위해 농업에서도 사용되며, 기폭 장치 및 기타 폭발물에도 사용됩니다.

 

에어백을 채우는 가스

차량의 에어백 인플레이터에는 아지드화나트륨 또는 NaN이라는 소량의 독성 분자가 포함되어 있습니다. 아지드화나트륨은 가열되거나 물리적으로 충격받으면 매우 빨리 분해되는데 분해 생성물은 나트륨 원자와 질소 가스입니다. 비교적 적은 양의 아지드화나트륨(130g)으로 많은 질소 가스를 엄청 빠르게 생성합니다. 일반 에어백을 채우려면 5개의 풍선 분량의 가스가 필요한데 나트륨 금속 제품은 잠재적인 위험 요소가 될 수 있지만 이 경우 다른 성분이 나트륨과 반응하여 안전한 화합물을 형성합니다.

 

 

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