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已完結(jié)的熱播電視劇《三十而已》中，男主角許幻山引起了廣泛的關(guān)注，尤其是他在劇中飾演的煙火設(shè)計(jì)師這一角色，在以往的影視作品中極少出現(xiàn)。

許幻山在劇中最得意的作品，是一款藍(lán)色煙火。這種藍(lán)色煙火不僅作為他心中的最高夢(mèng)想被反復(fù)提及，更是作為推動(dòng)劇情的重要元素不斷出現(xiàn)，最終的爆炸事故還導(dǎo)致許幻山瑯珰入獄。

有網(wǎng)友表示，在現(xiàn)實(shí)中的確很少看到藍(lán)色煙火。那么，藍(lán)色煙火真的很難生產(chǎn)和保存嗎?煙火傳承至今，其顏色、聲響和造型不斷帶給觀賞者驚喜，那么在制作技藝上又出現(xiàn)了哪些創(chuàng)新?

始于千百年前 煙花的組成既簡(jiǎn)單又復(fù)雜

“煙火是煙與火的藝術(shù)與科學(xué)。”南京理工大學(xué)原煙火研究室主任、博士生導(dǎo)師潘功配教授說(shuō)。

據(jù)了解，傳統(tǒng)煙火發(fā)射升空和呈現(xiàn)效果主要依靠黑火藥來(lái)實(shí)現(xiàn)，而黑火藥又是中國(guó)的四大發(fā)明之一，因此煙火也算得上是中國(guó)古代勞動(dòng)人民文化與科學(xué)融合的結(jié)晶。

經(jīng)過(guò)千百年的傳承與創(chuàng)新，現(xiàn)代煙火已經(jīng)成為一門科學(xué)——煙火學(xué)，它研究的主題是煙火藥及其燃燒與爆炸化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的光、聲、煙、熱、顏色、氣動(dòng)等物理效應(yīng)與應(yīng)用。

“黑火藥是最初的煙火藥，其配方組成為‘一硝二磺三木炭’，古代的一斤是十六兩重，也就是說(shuō)一斤硝酸鉀要配比二兩硫磺、三兩木炭。”潘功配告訴記者，現(xiàn)代煙火藥既不同于黑火藥，也不同于一般炸藥。

其實(shí)，煙火藥是煙火中所有藥劑的統(tǒng)稱。根據(jù)不同的功能，這些藥劑還可以分為發(fā)射藥、效果藥等。發(fā)射藥被引燃后，在正常條件下不會(huì)爆炸，而是迅速產(chǎn)生高熱的氣體，產(chǎn)生壓力促使煙火的其他藥劑以一定速度發(fā)射出去，但又不至于破壞煙火的筒壁。

記者了解到，普通的小型煙火制作過(guò)程比較簡(jiǎn)單，由硬紙筒包裹著煙火藥，點(diǎn)燃導(dǎo)火索后引燃發(fā)射藥，將煙火效果成分送至一定高度后，煙火效果成分就會(huì)分散點(diǎn)火，進(jìn)而產(chǎn)生聲光煙的觀賞效果。

但是大型煙火則復(fù)雜得多。燃放時(shí)由炮管(目前多采用玻璃鋼管)將禮花彈(多為球型)發(fā)射到高空，禮花彈內(nèi)安裝有電腦芯片，采用計(jì)算機(jī)編程，通過(guò)電腦控制，在規(guī)定的高度、方位、朝向爆炸，呈現(xiàn)出各種空中造型。

除了制造技藝不同以外，大型煙火與小型煙火另一個(gè)重要的區(qū)別在于裝藥量。小型煙火的裝藥量只有幾克，而大型煙火的裝藥量可達(dá)1公斤以上。一個(gè)直徑為20厘米的禮花彈在發(fā)射后，要上升到大概200米的高空才會(huì)爆炸，爆炸后產(chǎn)生的星星點(diǎn)點(diǎn)的火光，覆蓋的半徑能達(dá)到80米左右。

不易制作且不易貯存 藍(lán)色煙火少見確有一定道理

煙火的顏色主要由效果藥決定。效果藥中所含有的發(fā)光劑和發(fā)色劑，能使煙火擁有五彩繽紛的色彩。其中發(fā)光劑主要由金屬粉組成,如鋁粉、鋁鎂合金粉等，當(dāng)這些金屬燃燒時(shí)，會(huì)發(fā)出白熾的強(qiáng)光。而發(fā)色劑的主要成分是金屬鹽，例如鍶鹽燃燒時(shí)會(huì)發(fā)出紅色光、鋇鹽燃燒時(shí)會(huì)發(fā)出綠色光、而鈉鹽燃燒時(shí)會(huì)發(fā)出黃色光。

在現(xiàn)實(shí)中，藍(lán)色煙火確實(shí)不常見，原因到底是什么呢?

潘功配表示，某些金屬或它們的化合物在無(wú)色火焰中灼燒時(shí)，火焰呈現(xiàn)出特殊顏色，這種現(xiàn)象被稱作焰色反應(yīng)。

將金屬元素置入火焰中時(shí)，金屬的外層電子會(huì)吸收火焰能量發(fā)生“躍遷”。不過(guò)，躍遷后的電子并不穩(wěn)定，它們會(huì)馬上回到之前的較低能量狀態(tài)。此時(shí)，電子會(huì)將原本吸收的能量以電磁波的形式釋放出來(lái)。不同元素原子中的電子在躍遷時(shí)會(huì)釋放出特定波長(zhǎng)的電磁波，一些金屬原子的電子在躍遷時(shí)釋放的電磁波正好位于可見光波段，因此人們可以清楚地看到各種不同的顏色。

我們看到的藍(lán)色煙火，其實(shí)就是無(wú)數(shù)的電子在釋放能量的過(guò)程中發(fā)出了藍(lán)色的光。據(jù)了解，人們一般會(huì)利用銅或者銅的化合物作為發(fā)色劑來(lái)產(chǎn)生藍(lán)色光，包括銅粉、硫酸銅、碳酸銅、硝酸銅、氫氧化銅、堿式碳酸銅、氯化亞銅等。其中又以一氯化銅(CuCl)釋放的420—460納米波長(zhǎng)的藍(lán)光最為純正，因?yàn)槠渌~鹽產(chǎn)生的藍(lán)色通常帶有明顯的綠色色調(diào)。

那么，為什么藍(lán)色的煙火難以制造呢?

首先，夜空雖然看起來(lái)是黑色，但其實(shí)仍然有相當(dāng)濃重的藍(lán)色調(diào)。讓藍(lán)色煙火從背景中鮮明地凸顯出來(lái)，并不是一件容易的事情。

此外，發(fā)色劑燃燒時(shí)的溫度越高，視覺觀感就越好。但同時(shí)，過(guò)高的溫度又會(huì)讓金屬鹽類發(fā)生分解，導(dǎo)致金屬原子的狀態(tài)改變，無(wú)法釋放預(yù)期的顏色。最有希望產(chǎn)生純正藍(lán)光的一氯化銅的分解溫度只有幾百攝氏度，當(dāng)它發(fā)生焰色反應(yīng)時(shí)，實(shí)際上已經(jīng)開始分解了。因此，想要呈現(xiàn)藍(lán)光時(shí)溫度最好控制在1200攝氏度以下，否則就會(huì)產(chǎn)生其他白亮的雜色，影響藍(lán)光的純正性。

相較于紅色、綠色、黃色等其他顏色的煙火，藍(lán)色煙火生產(chǎn)、保存難度確實(shí)比較大，這是因?yàn)殂~離子的穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致藥物配方相容性不好、貯存穩(wěn)定性較差。

“其實(shí)不管哪種煙火，存放時(shí)都有一個(gè)組分相容性問題，不同組分之間會(huì)發(fā)生化學(xué)固態(tài)反應(yīng)，藍(lán)色煙火中的銅離子會(huì)起到類似催化劑的作用，使煙火藥不同組分加速反應(yīng)，所以貯存周期短，對(duì)存放條件有特別要求，比如恒溫、恒濕等。”潘功配說(shuō)。

此外，銷毀煙火也必須要用科學(xué)的方法。 “前幾年，有的煙火生產(chǎn)公司因?yàn)闆]有專業(yè)指導(dǎo)，私自銷毀煙火，比如將煙火用石灰水浸泡后直接埋在土里，這樣在銷毀處理過(guò)程中容易出現(xiàn)意外爆炸。之后，國(guó)家也相應(yīng)出臺(tái)了一系列規(guī)章制度，規(guī)范了煙火銷毀方式。”潘功配表示，燒毀處理煙火爆竹時(shí)，一定要知曉藥物特性和產(chǎn)品類別，按規(guī)范操控，在安全距離之外以電點(diǎn)火方式進(jìn)行銷毀是比較安全的做法。

技術(shù)與配方創(chuàng)新 在環(huán)保基礎(chǔ)上提升觀賞效果

在電視劇《三十而已》中，男主角為了討女配歡心，還專門設(shè)計(jì)了帶有其名字縮寫的“拼字煙火”?，F(xiàn)實(shí)中，很多人也看到過(guò)煙火可以呈現(xiàn)出各種不同的圖案，這又是怎么實(shí)現(xiàn)的呢?

潘功配表示，拼字煙火和圖案煙火的原理也很簡(jiǎn)單，首先是效果藥劑的質(zhì)量要確保所設(shè)計(jì)的燃放效果要求，其次是用好計(jì)算機(jī)編程，完成好程控發(fā)射，按照編程過(guò)程中所設(shè)計(jì)好的圖案進(jìn)行精準(zhǔn)點(diǎn)火。

為了營(yíng)造特殊的字符或圖案，還可以在地面設(shè)置相應(yīng)圖形的發(fā)射陣列，如北京奧運(yùn)會(huì)開幕式上讓人印象深刻的大腳印，就是通過(guò)在地面以大腳印的陣列事先放置好一組32個(gè)炮管，通過(guò)電子點(diǎn)火，32個(gè)藥球發(fā)射到同一高度、同時(shí)精準(zhǔn)點(diǎn)火，32個(gè)亮珠就呈現(xiàn)出大腳印的觀賞效果。

為什么煙火燃放的過(guò)程中會(huì)發(fā)出不同的聲音呢?據(jù)了解，這與一種特殊的燃燒過(guò)程——脈動(dòng)燃燒有關(guān)。脈動(dòng)燃燒是一種不穩(wěn)定的燃燒過(guò)程，溫度、壓力、氣流速度等參數(shù)都會(huì)隨時(shí)間周期性波動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)有大量的噪音輻射出來(lái)。

煙火的內(nèi)部填充了一些特殊的能夠產(chǎn)生脈動(dòng)燃燒的藥劑，常見的有笛音劑、爆音劑、聲響模擬劑等。例如，把氧化劑(高氯酸鉀、氯酸鉀)和笛音劑(主要是苯的衍生物)混合裝進(jìn)紙筒或塑料筒，點(diǎn)燃后就會(huì)發(fā)生脈動(dòng)燃燒，產(chǎn)生清脆的笛音。

據(jù)潘功配介紹，從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，現(xiàn)在所生產(chǎn)的很多煙火爆竹，在配方中舍棄了含有重金屬和硫元素的成分，從而減少了二氧化硫和其他硫化物的生成。另外，在配方中也減少了金屬粉的用量，改為使用有機(jī)物作為可燃物，從而減少金屬粉燃燒后產(chǎn)生的可吸入顆粒物。最后，還有很多的煙火制造廠家通過(guò)改變氧化劑和可燃物的量，改變系統(tǒng)的氧平衡和燃燒溫度、控制燃燒反應(yīng)。

潘功配表示：“煙火爆竹是文化，也是一種科學(xué)。文化需要去傳承，科學(xué)則要去攻關(guān)、去發(fā)展創(chuàng)新。”他認(rèn)為，中國(guó)是世界煙火技術(shù)的發(fā)源地，是世界煙火技術(shù)的故鄉(xiāng)。中國(guó)的煙火爆竹，是中華民族的偉大發(fā)明與創(chuàng)造，應(yīng)當(dāng)受到社會(huì)各界的重視與扶持。

本報(bào)記者 張 曄