笔者东邪

随着时代的变迁，我国人们的生活水平得到了不同程度的提高，家中的“三大件”也发生了变化。上世纪八九十年代，人们口中的三大件指的是电视、冰箱和洗衣机。发展到了今天，人们根据场景将三大件继续衍生，例如结婚三大件、开学三大件、电脑三大件等等。尽管越来越多的电子产品进入我们的生活中，冰箱的地位还是难以撼动的。

冰箱的主要作用是降温保鲜，不少吃剩下的食物可以放入冰箱进行短期保存，减少了食物的浪费。在炎热的天气里，冰箱降温的作用更为明显，冰镇西瓜、雪糕等需要冰箱才能达到更好口感的食物颇受欢迎。现在大多数冰箱属于环境友好型，对人体健康几乎没有影响，但是上个世纪初的冰箱并不安全，还曾经出现过“冰箱致人中毒”事件，这是怎么回事？

一次事故让这两大科学巨匠聚集在一起

年，那时候的爱因斯坦还生活在德国柏林，有一天他在报纸上看到了一则骇人听闻的新闻，有一户人家家中的冰箱冷凝管破裂了，导致制冷剂中有毒气体二氧化硫和氯甲烷泄漏，最终导致一家人都中毒身亡。爱因斯坦看到这则新闻后感到担忧，担心这种事故会再次发生，于是他萌生了研发“无毒冰箱”的想法，并且去找了他的朋友列奥·西拉德一起讨论。

爱因斯坦是家喻户晓的人物，他所提出的许多科学理论都为人类科学发展所作出了巨大的贡献，那么西拉德又是谁呢？相信大多数朋友都没有听过这个名字，但历史上有两样发明他是参与其中的，一样是原子弹，另一样是核反应堆，由此大家应该对西拉德的科学背景有一定的了解了。据了解，维持核裂变中的链式反应原理就是西拉德构想出来的。

他不仅参与到上世纪三十年代美国陆军部发起的原子弹研发计划“曼哈顿计划”，还和其他科学家在芝加哥大学建立了历史上第一个核反应堆。西拉德一生在核物理学方面作出了杰出的贡献，并在年被选为美国国家科学院院士。爱因斯坦找到西拉德之后，两人先是讨论了当时市面上冰箱的工作原理，然后分析了导致该起事故发生的原因。

他们发现这种冰箱的工作原理是先让制冷剂在冷凝器中液化放热，然后热量通过管道进入冰室内的蒸发器中，使得蒸发器吸收热量，降低冰室内的温度，而问题就出在制冷剂，其中含有不少有毒成分。经过长时间的研究和讨论之后，爱因斯坦和西拉德共同提出了一款更为安全的冰箱，而且这款冰箱还不用插电。

这款不需要通电的冰箱是如何工作的？

爱因斯坦和西拉德通过分析发现，促使原有冰箱内进行冷热循环的重要结构是压缩机，它在冰箱插电之后需要不停地做机械运动。任何机械部件的运动都存在摩擦，长期往复的机械运动导致压缩机内一些密封制冷剂的部件发生老化磨损，最终导致有毒的制冷剂泄漏了出来。问题就出在压缩机长期的机械运动会诱发制冷剂泄漏的风险，于是他们构思出一种减少机械运动的冰箱。

这款冰箱中的制冷剂不需要再存放在压缩机内的相关部件，而是被牢固地密封在冰箱的内部。而且根据他们的构思，这款冰箱理论上不需要插电即可使用，因为冰箱的制冷原理是利用冰箱内的气体和液体之间的气压差来降低温度，而要达到这一目的，就需要使用沸点更低的氨水。为此爱因斯坦和西拉德继续对冰箱制冷剂进行构思，并在实验室中尝试不同方案。

他们把氨水、丁烷作为制冷剂原料，首先将氨气通入丁烷中，丁烷混合了氨气之后沸点就会大幅度降低，低至室温以下，然后开始沸腾。沸腾的丁烷会持续吸收环境中的热量，从而实现制冷目的。这一过程反应完之后再将混合氨气和丁烷的溶液倒入水中进行分离，得到的产物又可以进行下一次制冷反应了。

为何他们的冰箱没有走进人们的家中？

从原理和操作上来看，爱因斯坦和西拉德设计出的冰箱属于环境友好型，而且对人体健康几乎没有威胁，那为什么当时没有进入市场呢？现代的学者分析，主要有两方面的原因。一方面，他们设计的冰箱所使用的制冷剂的成本比当时市面上普遍使用的制冷剂要高，如果要投入商业化生产，还需要进行改造，而且爱因斯坦本人也认为该设计过于复杂。

之后他和西拉德又设计出了两款冰箱，分别是扩散式冰箱和电磁式冰箱，这两种冰箱的结构相比其第一代冰箱要简单一些，但仍然没能投入商业化生产，原因是当时市面上出现了一种新型的制冷剂，它就是后来大多数冰箱、空调所使用的氟利昂。氟利昂虽然对人体没有什么危害，但对环境并不友好，科学家们也是到了上世纪七八十年代才逐渐发现这个问题。

氟利昂挥发进入大气层后，会与臭氧层中的某种化学分子反应，从而阻断了臭氧的形成。原本臭氧层是处于动态平衡，它一边因为宇宙因素而被夺走，一边不断地生成。当臭氧的生成跟不上被夺走的速度，那么就会出现臭氧空洞的问题。氟利昂等含氟化物的制冷剂被国际确认破坏臭氧层后，许多制冷剂生产商开始为制冷剂转型。

近些年来，有学者重新找回当年爱因斯坦和西拉德的设计，并探讨在现代实现该发明的可能性。从保护环境和节省资源的角度来看，不许插电且不会产生有害气体的冰箱更符合要求。未来人们家中的冰箱是否会迎来一次较大的革新，让我们拭目以待。