cd-hem
MOGU LI SE EKSPLOZIJE KONTROLISATI? Srpski naučnici za Espreso o REŠENJIMA koja spašavaju LJUDSKE ŽIVOTE! (FOTO)
Naši naučnici upustili su se u istraživanje osobina eksploziva čiji rezultati bi mogli umnogome da utiču na nauku
Srpski naučnici istakli su se po mnogim istraživanjima i svojim rezultatima doprineli unapređenju nauke.
Fond za nauku Republike Srbije zbog toga je podržao mlade timove iz naše zemlje i obezbedio finansiranje 59 projekata koji su bili najviše rangirani.
Među odabranima našao se i "CD-HEM", projekat kojim rukovodi dr Dušan Veljković, koji sa svojim timom radi na dijazniranju novih energetskih materijala.
Veljković za Espreso objašnjava prirodu njihovog istraživanja i kako će rezultati uticati na smanjenje nesreća u pogonima za proizvodnju i skladištenje energetskih materijala.
Često slušamo o eksplozijama i nesrećama u raznim pogonima za proizvodnju u kojima neretko dođe do smrtnih slučajeva. Na koji način planirate da dođete do bezbednijih eksploziva i goriva?
- U okviru projekta CD-HEM koji finansira Fond za nauku Republike Srbije koristimo računarske simulacije da predvidimo osobine eksploziva čak i pre nego što ih sintetišemo u laboratotriji. Ovakav pristup nam omogućava da ispitamo kako promene u strukturi molekula utiču na njihovu osetljivost ka detonaciji. Umesto da vršimo stotine dugotrajnih i često opasnih eksperimenata, mi smo se odlučili da u u prvoj fazi projekta teorijski predvidimo osobine novih mogućih eksploziva. Tek kada na osnovu rezultata računarskih simulacija pronađemo molekule koji pokazuju bolje karakteristike od do sada korišćenih eksploziva i koji imaju manju osetljivost ka detonaciji, mi pristupamo sintezi tih eksploziva u laboratoriji - objašnjava dr Veljković.
U kojoj meri bi bezbednije varijante mogle da spreče takve incidente i koliko su pouzdane?
- Eksplozivi koji pokazuju umerenu osetljivost ka detonaciji značajno mogu da smanje verovatnoću da dođe do neželjenih incidenata u postrojenjima za proizvodnju i skladištenje eksploziva i zbog toga postoji prava trka među naučnicima u svetu ko će pre doći do što efikasnijih eksploziva koji nisu previše osetljivi na fizički udar. Problem je u tome što je balans između velike efikasnosti i male osetljivosti eksploziva veoma teško postići. Po pravilu, eksplozivi koji oslobađaju veliku količinu energije prilikom detonacije jesu istovremeno i eksplozivi koji veoma lako podležu detonacijama, čak i pri veoma slabim fizičkim udarima.
- U okviru našeg projekta pokušavamo da identifikujemo sve faktore koji utiču na osetljivost eksploziva ka detonaciji i da finim podešavanjima ovih faktora dođemo do visokoefikasnih eksploziva koji su veoma bezbedni za korišćenje.
Koje energetske materijale ispitujete koji mogu dovesti do eksplozije?
- Mi smo fokus naših istraživanja stavili na molekule koje u hemiji nazivamo helatnim kompleksima i koji se do sada nisu često koristili kao potencijalni visokoenergetski materijali, iako je za pojedine molekule iz ove grupe i ranije bilo poznato da imaju karakteristike eksploziva. Za razliku od klasičnih eksploziva koji se danas koriste, helatni kompleksi u sebi sadrže atome metala. Prisustvo metala nam omogućuje da lakše podešavamo parametre od kojih zavisi osetljivost molekula prema detonaciji, a da istovremeno ne smanjujemo efikasnost eksploziva.
Gde se kod nas čuvaju takvi materijali i koje sve bezbednosne uslove treba ispuniti kako bi se na prikladan način skladištili?
- Visokoenergetski materijali se čuvaju – ili bi bar trebalo da se čuvaju – u za to posebno napravljenim skladištima. Karakteristike skladišta i bezbednosni uslovi za čuvanje zavise od vrste visokoenergetskog materijala. Dok su neki visokoenergetski materijali relativno stabilni i ne podležu tako lako detonaciji, drugi mogu da eksplodiraju u prisustvu manje količine nečistoća ili čak u prisustvu vode.
- Pored toga, visokoenergetski materijali mogu biti i supstance za koje nikada ne bismo očekivali da su eksplozivne i zbog toga je potreban dodatni oprez. Recimo, amonijum-nitrat koji je eksplodirao u Bejrutu pre godinu ipo dana se prevashodno koristi kao veštačko đubrivo ili jedna od komponenti veštačkog đubriva.
- Požar koji je zahvatio bolnicu u Tetovu u septembru prošle godine po svoj prilici je izazvao medicinski kiseonik koji je osoblje bolnice koristilo prilikom lečenja pacijenata. Iako sam kiseonik nije zapaljiv ili eksplozivan, ukoliko se količina kiseonika u prostoriji poveća za svega nekoliko procenata, neki uobičajeni predmeti kao što su drveni nameštaj, papir ili čak i neke plastične mase postaju mnogo zapaljiviji nego što bismo očekivali. Sve su ovo faktori koje je neophodno imati u vidu prilikom skladištenja visokoenergetskih materijala.
Zbog čega dolazi do eksplozija?
- Na hemijskom nivou, do eksplozija dolazi ukoliko se prilikom raskidanja hemijskih veza u molekulima visokoenergetskih materijala u kratkom vremenskom periodu oslobađa velika količina energije i gasovitih proizvoda pod pritiskom. U praksi, eksplozije su uglavnom posledica nestručnog rukovanja visokoenergetskim materijalima ili nepridržavanja pravila za skladištenje ovih supstanci. Izuzetak su, naravno, eksplozije u postrojenjima za istraživanje i razvoj novih eksploziva.
- Dok prilikom rukovanja sa klasičnim, dobro poznatim eksplozivima postoje jasna pravila kojih se moramo pridržavati da bismo izbegli neželjene incidente, kod razvijanja novih eksploziva uvek postoji opasnost od neželjenih eksplozija upravo zbog toga što nam osobine tih eksploziva još uvek nisu poznate.
Pomenuli ste eksploziju koja se dogodila u Bejrutu, a kod nas se amonijum-nitrat skladištio u Pančevu. Da li takvo skladište i danas postoji, a ako ne da li postoji bilo kakva opasnost po lokalno stanovništvo od tog jedinjenja?
- Na početku bih hteo da razjasnim da je amonijum-nitrat veoma korisna supstanca, odlično veštačko đubrivo i da potreba za skladištenjem amonijum-nitrata u zemlji koja se (kao što je to slučaj sa Srbijom) u velikoj meri oslanja na poljoprivrednu proizvodnju svakako postoji. Međutim, to skladištenje je potrebno obaviti po svim pravilima struke i u prostoru koji ispunjava sve uslove za bezbedno skladištenje.
- Dok skladišta u okviru Azotare u Pančevu nesumnjivo ispunjavaju sve neophodne uslove, veliko je pitanje da li prostor u okviru nekadašnje staklare može da se koristi u te svrhe. Požar do kog je došlo u krugu nekadašnje staklare u martu prošle godine je ozbiljno upozorenje i jasan signal da amonijum-nitrat ne bi trebalo tu da se skladišti. Prema informacijama koje su se u proteklih godinu dana pojavljivale u javnosti, kompanija koja je amonijum-nitrat u jednom periodu skladištila u nekadašnjoj staklari u Pančevu sada ovu supstancu skladišti u sertifikovanim skladištima Azotare u Pančevu i ako je to tačno onda je to dobra vest za sve.
Koje rezultate očekujete i kako bi oni mogli da se primene u Srbiji?
- Po mom mišljenju najznačajniji rezultat projekta će biti uspostavljanje novih pravila za dizajniranje visokoenergetskih materijala sa smanjenom osetljivošću ka detonaciji. Dosadašnja pravila su se uglavnom fokusirala na klasične, nitroaromatične eksplozive koji se u većini slučajeva danas koriste i nisu omogućavala fina podešavanja detonacionih karakteristika eksploziva. U okviru ovog projekta, postojeća pravila za dizajniranje eksploziva ćemo unaprediti i uspostavićemo nova koja će obuhvatati i neke druge klase jedinjenja kao što su jedinjenja prelaznih metala.
- Naravno, u završnim fazama projekta očekujemo da rezultate teorijskih ispitivanja prenesemo u laboratoriju i da sintetišemo konkretne primere visokoenergetskih molekula iz klase helatnih kompleksa. Ne bi trebalo zanemariti i promovisanje računarskih simulacija kao najjeftinijeg, najbezbednijeg i ekološki najprihvtljivijeg pristupa za dizajniranje novih materijala.
Da li planirate da vaše istraživanje podelite i sa naučnicima van granica naše zemlje i na koji način?
- Naravno, od kad smo došli do prvih rezultata u okviru projekta mi smo počeli da ih delimo i sa naučnicima van granica naše zemlje. Do sada smo rezultate naših istraživanja objavili u četiri međunarodna naučna časopisa koji spadaju u kategorije vrhunskih ili istaknutih međunarodnih časopisa. Pored toga, rezultate naših istraživanja smo predstavili i na tri međunarodne i dve domaće naučne konferencije.
Da li rukovodite još nekim projektom ili biste značaj nekog posebno naglasili?
- U ovom trenutku sam fokusiran samo na projekat CD-HEM ali već sada vidim da je ovo toliko široka tema sa ogromnim potencijalom za primenu, tako da verujem da ćemo ubrzo na osnovu postignutih rezultata formulisati nove projekte u ovoj oblasti. Pre ovog projekta bio sam rukovodilac projekta bilateralne saradnje između Republike Srbije i Republike Francuske u okviru kog smo koristili računarske simulacije za ispitivanje interakcija između teških metala i jedne grupe organskih molekula koju u hemiji nazivamo policikličnim aromatičnim jedinjenjima.
- Generalno, smatram da su računarske simulacije izuzetno korisne za dizajniranje novih materijala i za ispitivanje osobina supstanci, pogotovo ako se radi o eksplozivnim ili toksičnim supstancama. Multidisciplinarni pristup koji podrazumeva kombinaciju teorijskih metoda i eksperimentalnog rada se pokazao kao veoma efikasan i ja planiram da se na njega oslanjam i u budućim projektima - završava dr Veljković.
Naučni tim rukovođen dr Veljkovićem na putu je da pomogne u rešavanju problema zbog kojeg godišnje život izgubi na desetine ljudi. Sačuvati ljudske živote njihov je najvažniji zadatak, a nama ostaje da vidimo da li će srpski naučnici uspeti u svojoj nameri.
(Espreso)