把火“关”进笼子——安全矿灯的发明 付良瑞

◆付良瑞 整理

第一次工业革命让人类进入蒸汽时代，煤炭成为燃料的主要来源，促进了煤炭工业的兴起。但是，因为技术和设备有限，矿井里经常发生事故，其中最可怕的是煤气爆炸。

当时没有电灯，矿工在挖煤时使用矿灯，这种灯的玻璃罩易爆裂，同时上方的出气口极易窜出火苗。由于通风不好，矿井中聚集了煤气等危险气体，遇到明火后会引发爆炸。

1814 年，英国多家煤矿相继发生煤气爆炸事故，死伤数千人。煤矿生产安全问题被提上政府工作议程，政府希望科学家尽快设计出适用于煤矿生产的安全灯。

英国化学家汉弗里·戴维知晓这一情况后，自告奋勇承担这项工作。在研究灯火引起气体爆炸的试验时，他从纱窗阻挡飞虫飞入房间的现象中受到启发，用铁丝网代替不易观察试验情况的铁板，用于阻挡飞溅的玻璃瓶渣。由于铁丝网容易生锈，戴维又用铜丝网替代它。

在一次试验中，戴维意外发现矿灯中的火苗总在铜丝网下燃烧，并不钻出网眼。原来铜丝散热性能好，火焰在与铜丝接触的过程中，会沿着铜丝网向四周快速散发一部分热量，这样火就被“关”起来了。这一发现令戴维有了新的研究方向：用细密的铜丝网做灯罩，既不会阻碍氧气进入，又有利于二氧化碳排出，更重要的是，火焰不会从网眼中窜出来。尽管这种做法非常安全，但是由于铜丝网的遮挡，矿灯亮度有限，而且很容易被风吹灭，于是戴维反复改进和试验。

戴维发现矿灯的上方温度最高，于是在保持矿灯四周依然为玻璃罩的基础上，只在矿灯上方安装铜丝网罩。这不仅能保证安全，还可以解决亮度和易灭的问题。1815 年12 月，第一盏安全矿灯问世！

戴维的发明拯救了无数矿工的生命。虽然如今矿工使用的是电灯，但是我们将永远铭记这位用科学发明造福人类的英雄——汉弗里·戴维。