Mają do dyspozycji unikalną komorę wybuchową, czyli autoklaw wybuchowy, w którym jako jedyni mogą badać parametry wybuchów nawet w niskich temperaturach. Sprzęt za około 5,3 mln koron znacznie poszerzy wiedzę naukowców w tej dziedzinie, ale w ramach akredytowanego laboratorium dostarcza także cennych informacji partnerom handlowym.

Według Jana Skřínského z VEC na świecie jest około 200 komór wybuchowych w 58 laboratoriach. Są to zamknięte komory, które wytrzymują wysokie ciśnienia, dzięki czemu można w nich badać ciśnienie wybuchu różnych substancji, zwłaszcza pyłów przemysłowych, gazów przemysłowych czy cieczy. Celem jest określenie parametrów wybuchowych monitorowanych substancji i np. uniknięcie ryzyka detonacji w operacjach przemysłowych. Komora, którą naukowcy kazali producentowi „dostosować”, jest wyjątkowa z kilku powodów. „Po pierwsze, możemy podgrzać komorę do 50 stopni Celsjusza i tym samym zmienić warunki wejścia do eksplozji. Może to zrobić maksymalnie dziesięć autoklawów na świecie. Drugą zaletą naszego sprzętu jest to, że możemy schłodzić komorę do minus 85 stopni Celsjusza, co nie ma sobie równych na świecie” – powiedział Skřínský.

Badacze określają np. maksymalne ciśnienie wybuchu badanych substancji, czy prędkość, z jaką to ciśnienie rośnie. Wraz ze wzrostem temperatury parametry te spadają, co w ciągu ostatnich dziesięciu lat potwierdzili naukowcy z różnych części świata. „Wręcz przeciwnie, interesuje nas, jak wysokie może być ciśnienie wybuchu w niskich temperaturach. Uważamy, że wiązania w cząsteczkach wprawiane są w ruch po podgrzaniu i wtedy wystarczy mały bodziec, aby zainicjować eksplozję. Jednocześnie cząsteczki tracą energię poprzez wibrowanie wiązań, więc energia przekształcona w eksplozję jest mniejsza. Ale kiedy zamrozimy materiał, prawie zatrzymujemy wiązania, są one mocniejsze i znacznie trudniejsze do zerwania. Jeśli jednak się powiedzie, uwalnia się znacznie więcej energii. To jest dokładnie ten mechanizm, który badamy” – wyjaśnił Skřínský.

Studenci powinni również jak najszybciej zaangażować się w badania z nowym typem komory. „To kolejna rzecz, która nas wyróżnia. Żadna z komór wybuchowych na świecie nie znajduje się na uniwersytecie. Wierzymy, że dzięki zaangażowaniu studentów stworzymy bardzo silny zespół. Mamy już około 40 prac dyplomowych w ciągu około czterech do pięciu lat na starszych typach komór. Są to studenci krajowego Wydziału Inżynierii Bezpieczeństwa i Wydziału Mechanicznego, ale także studenci zagraniczni z Belgii, Francji, Niemiec, aw przyszłości także z Włoch. To typowy przykład badań interdyscyplinarnych” – dodaje naukowiec.

Komora wybuchowa jest częścią akredytowanego laboratorium i jest również wykorzystywana do badań komercyjnych. „Zbadaliśmy np., ile gazu koksowniczego może eksplodować, ale też np. słód, aluminium, żelazo, kakao, przyprawy czy żywność dla niemowląt. Na podstawie ustaleń tych parametrów firmy mogą ustanowić środki przeciwwybuchowe. Wykorzystamy również możliwość monitorowania parametrów w niskich temperaturach podczas badania wodoru w związku z planowaną w regionie stacją wodorową. Minus 40 stopni Celsjusza to mniej więcej temperatura, w której sprężony wodór będzie tankowany do samochodów. Musisz więc wiedzieć, jak się zachowa” – podsumował Skřínský.

Według udokumentowanych dokumentów eksplozje zaczęto badać w 1844 roku dzięki fizykowi Michaelowi Faradaya. Wtedy był to pył węglowy i metan. W kraju dziedzina ta ma ponad sześćdziesięcioletnią tradycję.

autor : Richard Šipka