Univerzita Pardubice

RSS English Čeština

prof., Ing. Svatopluk Zeman, DrSc.

 

Akademický pracovník, vedoucí katedry
Jméno:          prof., Ing. Svatopluk Zeman, DrSc.
Telefon:        +420 466 03 8503
E-mail:          svatopluk.zeman@upce.cz
Kancelář:      TP1 , kancelář č. 325 (2.p.)
prof., Ing. Svatopluk Zeman, DrSc.

 

 
Vědecké zaměření
 
 
Počínaje rokem 1970 tepelná reaktivita organických polynitro- a polynitrso-sloučenin a studium chemického mikro-mechanizmu iniciace energetických materiálů (iniciační reaktivita EMs).
 
Proč právě studium iniciační reaktivity EMs?: Převážná část ze světové produkce výbušin je využívána v civilním sektoru, jako je těžba nerostných surovin, stavební a demoliční aktivity, opracování kovů, výroba syntetických diamantů apod. Paradoxně však nejvíce finančních prostředků je vkládáno do výzkumu a vývoje EMs pro vojenské použití. Díky této zvýšené podpoře dochází nejen k nárůstu sortimentu nových sloučenin typu EMs, ale i k hlubšímu pochopení dějů, probíhajících v extremně krátkých časových intervalech při vysokých teplotách a tlacích. Je pochopitelné, že aktivitu v této oblasti vědy a výzkumu si mohou dovolit vyspělé ekonomiky s rozvinutým obranným průmyslem. Nicméně i na území ČR probíhá v limitovaném rozsahu rozvoj odvětví chemie a technologie energetických materiálů, zejména iniciátorů, o čemž  se zmiňuje přehled. Předmětem zájmu tohoto rozvoje je proto i studium iniciace EMs.
Studium chemického mechanizmu iniciace energetických materiálů (EMs) je významné jednak z hlediska bezpečnostních aspektů manipulace s nimi, jednak z hlediska konstrukce nových molekul a náloží EMs a v neposlední míře jde o věc vědecké prestiže daného pracoviště. Skupiny atomů-nositelé výbušnosti (t. zv. explosofory – nejrozšířenější je nitroskupina) nejsou navzájem v molekule EMs ekvivalentní, to znamená že vždy existuje nejreaktivnější explosofor v dané molekule. V případě nitroskupin nejpoúživanější způsob vyhledávání nejreaktivnějších z nich je realizován na bázi DFT kvantově-chemických výpočtů molekul v izolovaném stavu a při teplotě 0 K (jde o výpočet elektronových nábojů na klíčových dusíkových atomech). Vzhledem k tomu, že velmi významným faktorem v iniciaci a rozvoji výbušné přeměny EMs jsou mezimolekulární silové interakce, je tato metoda v přiblížení použitelná jen pro jednoduché molekuly EMs (např. nitraminy). Realističtější je aplikace dat z krystalografické studie struktury dané molekuly EMs pro tyto výpočty, které jsou však v tomto případě mnohem komplikovanější a časově náročné. Dobré výsledky dává aplikace 13C a 15N NMR chemických posunů klíčových atomů reakčních center v molekule v tomto studiu; na základě korelace uvedených posunů s charakteristikami iniciace (citlivostmi a/nebo charakteristikami detonace) v sérii strukturně příbuzných EMs lze nalézt a/nebo potvrdit reakční centrum v molekule, resp. označit nejreaktivnější nitroskupinu v molekule. Díky zmíněné aktivitě v této oblasti byla na našem ústavu (ÚEnM UPa) nalezena a objasněna existence vzájemných vztahů mezi charakteristikami nízkoteplotního tepelného rozkladu, citlivostmi k nárazu, tření a elektrické jiskry na jedné straně a detonačními charakteristikami energetických materiálů na straně druhé, byly predikovány některé charakteristiky dosud nesyntetizovaných nitraminů, byly interpretovány vlastnosti nového nitraminu, cis-1,3,4,6-tetranitrooktahydroimidazo-[4,5-d]imidazolu a s použitím těchto poznatků v současnosti probíhá výzkum plastických trhavin a využití delaborovaných vojenských trhavin..
 
 
Vyučované předměty:
  • Technologie energetických materiálů
  • Technologie trhavin
 
 
Publikace
 
 
Přehled nejvýznamnějších publikací za období let 2006-2010:
 
Jimp – článek v odborném periodiku, citovaném databází ISI Web of Science
 
  1. S. Zeman, P. Vávra: Energetic materials - present state and trends in development of explosives .Chemické listy, 2010, 104, 791-797;
  2. S. Zeman, Z. Friedl ,  A. Růžička, M. Roháč, A. Lyčka: Crystallography and Structure-Property Relationships of 2,2˝,4,4´,4˝,6,6´,6˝-Octanitro-1,1´:3´,1˝-terphenyl (ONT). Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 2010, 35, 130-135
  3.  S. Zeman, Z. Friedl, A. Růžička,  A. Lyčka, M. Roháč: Crystallography and Structure-Property Relationships in 2,2´,2˝,2´˝,4,4´,4˝,4´˝,6,6´,6˝,6´˝-dodecanitro-1,1´:3´1˝:3˝,1´˝-quaterphenyl (DODECA).Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 2010, 35,339-346;
  4. A. Elbeih, J. Pachmáň, S. Zeman, W. A. Trzciński,  Z. Akštein, M. Sućeska, Thermal Stability and Detonation Characteristics of Pressed and Elastic Explosives on the Basis of Selected Cyclic Nitramines, Central European Journal of Energetic Materials, 2010, 7(3) 115-129; 
  5.  D. Klasovitý, S. Zeman, A. Růžička, M. Jungová, M. Roháč: cis-1,3,4,6-Tetranitrooctahydroimidazo-[4,5-d]imidazole (BCHMX), its properties and initiation reactivity. Journal of Hazardous Materials, 2009, 164(2-3), 954-961;
  6. T. Atalar, S. Zeman: A new view of relationships of the N-N bond dissociation energies of cyclic nitramines. Part I. Relationships with heats of fusion. Journal of Energetic Materials,2009,  2(3), 186-199;
  7. T. Atalar, M. Jungová, S. Zeman: A new view of relationships of the N-N bond dissociation energies of cyclic nitramines. Part II. Relationships with impact sensitivity. Journal of Energetic Materials, 2009, 27(3), 200-216;
  8. S. Zeman, T. Atalar: A new view of relationships of the N-N bond dissociation energies of cyclic nitramines. Part III. Relationship with detonation velocity. Journal of Energetic Materials, 2009, 27(3), 217-229;
  9. R. Roháč, S. Zeman, A. Růžička: Crystallography of 2,2',4,4',6,6'-hexanitro-1,1'-biphenyl and its relation to initiation reactivity. Chemistry of Materials,  2008, 20, 3105–3109;
  10. R. Matyáš, W. A. Trzciński, S. Cudziło, S. Zeman: Detonation performance of TATP/AN based explosives, Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 2008, 33(4), 296-300;
  11. S. Zeman, W. A. Trzciński, R. Matyáš:Some Properties of Explosive Mixtures Containing Peroxides. Part I. Relative Performance and Detonation of Mixtures with Triacetone Triperoxide, Journal of Hazardous Materials, 2008, 154,192–198;
  12. S. Zeman, C. Bartei: Some Properties of Explosive Mixtures Containing Peroxides. Part II. Relationships between Detonation Parameters and Thermal Reactivity of the Mixtures with Triacetone Triperoxide. , Journal of Hazardous Materials, 2008, 154 (2008) 199–203;
  13. M. Chovancová, S. Zeman: Study of Initiation Reactivity of some Plastic Explosives by Vacuum Stability Test and Non-Isothermal Differential Thermal Analysis,  Thermochimica Acta, 2007, 460 67–76;
  14. S. Zeman, Z. Friedl, M, Roháč: Molecular Structure Aspects of Initiation of some Highly Thermostable Polynitro Arenes.. Thermochimica Acta, 2006, 2 451, 105–114;
  15. S. Zeman: New Aspects of Initiation Reactivities of Energetic Materials Demonstrated on Nitramines,  Journal of Hazardous Materials, 2006,  132, 155-164;
  16. R. Varga and S. Zeman: Decomposition of some Polynitro Arenes Initiated by Heat and Shock. Part I.  2,4,6-Trinitrotoluene, Journal of Hazardous Materials, 2006,  A132 , 165-170;
  17. R. Varga and S. Zeman: Decomposition of some Polynitro Arenes Initiated by Heat and Shock. Part II..Several N-(2,4,6-trinitrophenyl)-substituted amino derivatives. Journal of Hazardaous Materials, 2006, A137, 1345-1351;
 
Jneimp – Články v časopisech, citovaných bázemi ERIH nebo Scopus
  1. S. Zeman, T. Atalar, Z. Friedl, X.-H- Ju: New aspects in early chemistry of the nitromethane initiation. Central European Journal of Energetic Materials, 2009, 6(1), 119-133;
  2.  S. Zeman, Z. Friedl, J. Kočí: Electric Electric Spark Sensitivity of Polynitro Arenes  Part II . Aspects of the Molecular Structure with Utilization of the Net Charges of Nitro Groups., Central European Journal of Energetic Materials, 2007, 4(No.4), 23-31;
  3. S. Zeman, J. Kočí, J. Majzlík: Electric Electric Spark Sensitivity of Polynitro Arenes  Part I.A Comparison of Two Instruments, ”, Central European Journal of Energetic Materials, 2007, 4(3)(2007) 15-24;
  4. S. Zeman, J. Kočí, V. Pelikán, J. Majzlík: Electric Spark Sensitivity of Nitramines.  Part I, Aspects of Molecular Structure, Central European Journal of Energetic Materials, 2006, 3(3), 27-44;
  5. S. Zeman, Z. Friedl, J. Kočí, V. Pelikán, J. Majzlík: Electric Spark Sensitivity of Nitramines.  Part II. A Problem of “Hot Spots”, Central European Journal of Energetic Materials, 2006, 3(3), 45-51;
  6. S. Zeman, Z. Friedl, J. Kočí, V. Pelikán, J. Majzlík: Electric Spark Sensitivity of Nitramines.  Part I. Aspects of Molecular Structure. Central European Journal of Energetic Materials, 2006, 3(3), 27-44;
  7. S. Zeman, J. Kočí, V. Pelikán, J. Majzlík:Electric Spark Sensitivity of Nitramines.  Part II. A Problem of “Hot Spots”. Central European Journal of Energetic Materials, 2006, 3(3), 45-51;
  8. S. Zeman: A New Aspect of Relationships between Electric Spark Sensitivity and Thermal Stability of Some Polynitro Arenes. HanNeng CaiLiao (The Chinese Energetic Materials), 2008, 16(6), 652-658;
  9. S. Zeman, M. Roháč: Technologically Attractive Highly Thermostable Polynitro Arenes. HanNeng CaiLiao (The Chinese Journal of Energetic Materials), 2006, 14 (No.5)361-366;
 
C – Monografie nebo jejich části
 
S. Zeman: Sensitivities of High Energy Compounds  In: T. Klapoetke (Ed.), High Energy Density Compounds, Structure & Bonding, Vol. 125, Springer, Heidelberg, Germany, 2007, pp. 195-271.
 
D – Článek ve sborníku
  1.  A. Elbeih, J. Pachmáň, S. Zeman, Z. Akštein, Replacement of PETN by Bicyclo-HMX in Semtex 10, in: R. Chromik, J. Kijewski, Z. Leciejewski (Eds.), Proc. 8th International Armament Conference, Pultusk, Oct. 2010, pp. 233-241.
  2. A. Elbeih, J. Pachmáň, S. Zeman, W. A. Trzciński Z. Akštein: Detonation characteristics of bicyclo-HMX and HNIW with two different binders, New Trends in Research of Energetic Materials, Proceedings of the Seminar, 13th, Pardubice, Czech Republic, Apr. 21-23, 2010 (2010),  Pt. 1, 96-107;
  3. Z. Friedl and S. Zeman: Reactivity of N–NO2 Bonds in Nitramines: Bond Dissociation and Bond Disproportionation Approach, in: Huang Ping, Wang Yajun, Li Sengcai (Eds.): Theory & Practice of Energetic Materials, Vol. VII, 2007 Int. Autumn Seminar on Propellants, Explosives and Pyrotechnics 2007, Xiۥan, Shaanxi, Peoples Rep. of China, October 2007, pp.410-417.
  4. M. Roháč, S. Zeman and M. Svobodová: Possibilities of the 13C NMR Spectroscopy Application in the Studyof Initiation Reactivity of Hhighly Thermally Stable Ppolynitro Arenes, in: Huang Ping, Wang Yajun, Li Sengcai (Eds.): Theory & Practice of Energetic Materials, Vol. VII, 2007 Int. Autumn Seminar on Propellants, Explosives and Pyrotechnics 2007, Xiۥan, Shaanxi, Peoples Rep. of China, October 2007, pp.127-135.
  5. S. Zeman, Z. Friedl, J. Kočí, V. Pelikán, J. Majzlík: New Findings in the Electric Spark Sensitivity of Nitramines.  Part I. Aspects of Molecular Structure.Proceedings of the 9th Int. Seminar “New Trends in research of Energetic Materials, Univ. Pardubice, April 19-21, 2006, pp. 796-809.
  6. S. Zeman, J. Kočí, V. Pelikán, J. Majzlík:New Findings in the Electric Spark Sensitivity of Nitramines.  Part II. A Problem of “Hot Spots”.Proceedings of the 9th Int. Seminar “New Trends in research of Energetic Materials, Univ. Pardubice, April 19-21, 2006, pp. 810-815.

P – patenty
 
D. Klasovitý,  S. Zeman, CZ:Process for preparing  cis-1,3,4,6-tetranitrooctahydroimidazo-[4,5-d]imidazole;C07D 487/04 (2006.01), PV 2009-503, CZ-Patent 302 068 (12.08.2010), University of Pardubice, Pardubice, CZ
 
 
W – Mezinárodní seminář „New Trends in Research of Energetic Materials“ (NTREM, http//:www.ntrem.com):
 
             Chairman of the   9th Seminar NTREM, University Hall, Pardubice, April 19-21, 2006
             Chairman of the 10th Seminar NTREM, University Hall, Pardubice, April 25-27, 2007
             Chairman of the 11th Seminar NTREM, University Hall, Pardubice, April 09-11, 2008
             Chairman of the 12th Seminar NTREM, University Hall, Pardubice, April 01-03, 2009
             Chairman of the 13th Seminar NTREM, University Hall, Pardubice, April 21-23, 2010
 
 
Vyžádané přednášky na zahraničních univerzitách a vědeckých ústavech (2006–2010):
  1. at the Nanjing University of  Science and Technology,  October18th –25th,10.2006: Commercial Explosives (8 hours);
  2. at the Gordon Research Conference – Energetic Materials, Tilton, New Hampshire, USA, June 15th – 20th, 2008: Specific Problems of Initiation Reactivity of Individual Energetic Materials;
  3. at the Middle East Technical University, Ankara,  November 20th,2008: Initiation  Reactivity  of  the  Individual  Polynitro Compounds  -  Specification  of  Reaction  Centre;.
  4. at the Hebrew University of Jerusalem, Israel, December 2nd, 2008: Initiation  Reactivity  of  the  Individual  Polynitro Compounds  -  Specification  of  Reaction  Centre;
  5. at the Chinese Academy of Engineering Physics, Institute of Chemical Materials, Mian Yang, Sichuan, October 19th–20th, 2009:    a)  Initiation  Reactivity  of  the  Individual  Polynitro Compounds  -  Specification  of  Reaction  Centre, Parts I, II and  III;
                      b)  New Aspects of Nitromethane Initiation; 
                      c) Study of Plastic Explosives based on some Cyclic Nitramines;
  6. at theSouthwest University of Science and Technology, School of National Defence Science and Technology, Mian Yang, Sichuan, October 20th 2009: 
    a) History and Nowadays State of Teaching in the Area of Science of Explosives in the Czech Republic; 
    b)  Mechanism of Nitramines Initiation – Tuition about the Reaction Centers Specification;
  7. at the  Beijing Institute of Technology, School of Chemical Engineering and Environment, Beijing, October 22nd –23rd, 2009:: 
    a)  Initiation  Reactivity  of  the  Individual  Polynitro Compounds  -  Specification  of  Reaction  Centre, Parts I, II and  III; 
    b)   New Aspects of Nitromethane Initiation;
    c)   Study of Plastic Explosives based on some Cyclic Nitramines;
  8. at the MendeleevUniversity of Chemical Technology, Dept. of Technology of Nitrogen Compounds, Moscow, October 26th,2009: Initiation  Reactivity  of  the  Individual  Polynitro Compounds  -  Specification  of  Reaction  Centre, Parts I, II and  III;
  9. at the BarIlan University, Dept. of Chemistry, Tel Aviv, December 9th, 2009:Some Recent Developments in Energetic Materials at University of Pardubice  (Study of the Initiation Reactivity and Study of Plastic Explosives Based on some Cyclic Nitramines).
  10. at theMilitaryTechnical College, Cairo, Egypt, March 27th–31st , 2010:
    a)     Initiation Reactivity – Part I: Introduction and Nitramines.
    b)     Initiation Rreactivity – Part II: Polynitroarenes.
    c)     Initiation Rreactivity – Part III: Electric Sspark Sensitivity,.
    d)     New Aaspects of Nnitromethane Initiation. 
    e)     Commercial Explosives.
     f)     Study of Plastic Explosives Based on some Cyclic Nitramines, .
    g)     Study of some Properties of Several Explosive Mixtures Containing AN
  11. at the Technion – Israel Institute of Technology, Haifa, October 219th – 21st, 2010:
    a) Initiation Reactivity – Part I: Introduction and Nitramines
    b) Advanced Energetic Materials
.
 
 
 Další údaje
 
  
 
Rok narození:    1942
Místo narození: Velký Týnec 
 
 
Vzdělání:
 
Ing.
VŠCHT Pardubice /Organická technologie – technologie výbušnin/
1966
CSc.
VŠCHT Pardubice /Organická technologie – technologie výbušnin/
1990
DrSc.
VŠCHT Praha /Organická technologie – technologie výbušnin/
1998
 
 
Údaje o praxi od ukončení vysokoškolského studia:
 
Od roku do roku
Název zaměstnavatele
Odborné zaměření pracovní činnosti
1967 do r. 1969
VŠCHT Pardubice
řádný vědecký aspirant
1969 do r. 1993
CHEMKO, Strážske (Slovenská rep.)
samostatný výzkumný pracovník
1993 do r. 1994
Univerzita Pardubice
odborný asistent na KTTV
1994 do r. 2000
Univerzita Pardubice
docent na KTTV
2000 doposud
Univerzita Pardubice
profesor na KTTV
 
 
Habilitační řízení:           
 
Organická technologie - technologie výbušin  - 1992
 
Jmenovací řízení: 
 
Organická technologie - 2000
 
Člen:
 
Slovak Society for Blasting ad Drilling (Banská Bystrica, Slovak Republic, from 1992)
International Society of Explosives Engineers (Cleveland, Ohio, from 1994);
American Chemical Society (Washington, DC, from 2000);
Member of the editorial advisory board of the HanNeng CaiLiao (Chinese Energetic Materials, issued by CAEP, Inst. of Chemical Materials, Mian Yang, Sichuan, from 1995)
Member of the editorial board of the Journal of Hazardous Material (Elsevier, from 2009)
Vice-chairman of the editorial board of the Central European Journal of Energetic Materials (Inst. of Organic Industry, Warsaw, Poland, from 2004)
 
 




Aktualizoval: Webmaster (12. září 2011, 09:37)


© Univerzita Pardubice, Studentská 95, 532 10 Pardubice 2, Česká republika, telefon 466 036 111, fax 466 036 361, 466 036 365,
e-mail webmaster@upce.cz, internet ,