原理
首先無論是可燃的固體還是液體,燃燒需要三個必不可少的條件:可燃物,氧氣,溫度。只有這三個條件符合材料可能燃燒,在這裡,又分為不燃:燃料不足或溫度不夠;閃燃:一定溫度,充足燃料,有引火源;自燃:高溫,充足燃料。需要指出的是,可燃物不是我們簡單的定義。理解可燃物,需要從材料的分解來分析,可燃燒的材料除了本身是單分子(如甲醇、乙醇),其它都和聚合物類似(木材,纖維等),在高溫下,高分子量的聚合物會斷裂分解產生低分子量的碎片,低分子量碎片再與氧氣作用,生成OH,H等自由基參與燃燒,對於單分子也是如此。那么為什麼聚合物中,玻纖的作用對燃燒有促進作用,可認為,聚合物表面受熱熔融分解,玻纖類似一個導管,聚合物熔融分解的液體沿著玻纖向火源或溫度高場移動,在玻纖頂端,熔融部分進而在分解成燃燒所需要的可燃物後,在一定溫度下,達到燃燒的目的,一旦燃燒後,玻纖的吸管效應就更明顯。燃燒提供熱量,熱量導致聚合物分解產生燃料,燃料維持燃燒,構成循環。而如果沒有燭芯類的條件,聚合物在整個面上要燃燒,要困難的多。
很多材料裡面所加入的玻纖同樣具有相似作用,雖然材料本身不易燃燒,由於受到玻纖的影響,使局部高溫,產生燃點,繼而形成大面積燃燒,有效預防此類燃燒的方法就是將玻纖進行處理,使其作用效果降低,或者添加矽灰石針狀粉可以有效降低燈芯效應。
人體自燃
“燭芯效應”也叫“燈芯效應”或“蠟燭效應”。在解釋關於人體自燃現象方面,是學術界較為公認的一種解釋。這個解釋在大約100年前就已被提出,在進入21世紀以來 得到了越來越多的證據的支持。根據這個理論,酒醉或昏睡中的人穿的衣服被火點燃,皮膚被燒脫落,皮下脂肪融化、流出,衣服被液化脂肪浸濕後成了“燈芯”,而體內的脂肪就像是“蠟”,源源不斷地提供燃燒的燃料,於是屍體就像蠟燭一樣慢慢地燃燒,直到所有的脂肪組織都被燒完。這個理論可以解釋上面所歸納的“人體自燃”的特徵。婦女和身材肥胖的人體內脂肪含量高,因此容易成為“人體自燃”的犧牲品。多餘的脂肪通常儲存於軀幹和大腿,因此這些部分的燒毀程度最嚴重。沒有衣服覆蓋的身體部分不會被燒毀,因為融化的脂肪需要有衣服做“燈芯”才能充分地燃燒,但是液化脂肪流到這部分的身體後,會將那裡的皮膚燙傷,而死者殘存的身體部分的皮膚的確有燙傷的症狀。脂肪燃燒時會產生濃煙,這可以解釋為什麼死者房間的天花板和牆壁會被燻黑。有些融化的脂肪會流出體內,流到地板上,由於沒有衣服做燈芯,它們不會燃燒,而殘留下來,這就是為什麼在死者身下的地板總能發現黃色的粘稠物質。 1998年4月,加州犯罪學學院的約翰·德·哈安(John De Hann)博士做了一個實驗首次驗證“燈芯效應”。他從屠宰場買了一頭死豬(豬的脂肪含量與人體相當)裹上毛毯,放進一個模擬房間中,房間裡有一個木架,上面放著一台電視機。他往毛毯上澆上少量的汽油後將之點燃。豬油流出後浸泡毛毯,使之成了燈芯,火焰便以豬油為燃料持續燃燒了7個小時。大約5小時後,豬骨頭被燒裂,流出了骨髓,骨髓大約含有80%的脂肪,因此繼續燃燒,直到把骨頭燒成了灰燼,甚至比火葬爐燒得還要徹底(火葬爐焚燒後,還會殘留一些骨頭)。而豬身體沒有脂肪的部分,像腳的下部,則保存完整。周圍的家具都沒有著火,只有電視機受熱融化了。這一結果與所謂的“人體自燃”完全相同。星火可以燎身,一點小火的確可以把人燒得粉身碎骨,並無神秘之處。
相關案例
人體被火焰焚燒,造成脂肪溶化後浸透衣物,如蠟燭一般以高溫燃燒,直到人體組織徹底焚毀的奇觀被稱為“燭芯效應”。試驗和某些“人體自燃”案例表明,這種自然界奇觀會在某種特定的情況下發生,也通常被作為法醫對人體在不明原因下自行起火焚毀的解釋。
人體出現“燭芯效應”時就好比一個燭芯在外的蠟燭。人體脂肪在高溫烘烤下融化成液態,滲入衣物當中並被點燃。這時人體開始依靠脂肪自行燃燒,直到燃料用盡。脂肪作為一種高能燃料,在燃燒時會發出極高的熱量,導致肌體和骨骼被完全焚毀,如同火化一般。
試驗
在一份1965年的研究報告中,David Gee教授在實驗室中進行了一次小規模的“燭芯效應”實驗。他用一小塊人脂肪包裹在布料中來代替穿著衣服的人體,並用煤氣爐將其加熱。一分鐘後,這塊包裹著布匹的脂肪開始自行起火燃燒。整個燃燒過程持續了將近一個小時。人體脂肪燃燒時產生黃色的火焰和大量的煙塵及殘餘物。由於人體脂肪含有較多水分,燃燒之前需要通過加熱對其進行“淨化”。
真實案例
1991年2月,美國俄勒岡州Medford市附近的一座樹林中,兩名步行者發現一具正在燃燒的女屍後報警。這具女屍“營養良好”(換句話說,就是肥胖),胸口和後背有多處刀傷,手臂向外展開,小腿和頸部有燃燒跡象,右臂,軀幹及大腿的軟組織被燃燒殆盡。大部分骨骼仍然完整,但已經在高溫中變脆。從胸部至膝蓋的大部分肌體組織已被焚毀。辦案人員表示脊椎和盆骨已被燒成灰燼,無法收殮。兇手在屍體上噴灑了將近一品脫(略小於半公升)的barbecue starter fluid(一種引燃燒烤碳的油料,類似煤油)。由於被衣物包裹的屍體含有大量脂肪,被噴灑了助燃物並在富有氧氣的環境中固定燃燒,因此發生了“燭芯效應”——在高溫狀態下緩慢地燃燒了將近13個小時。
1998年,John De Haan在BBC的幫助下用豬演示了“燭芯效應”。一頭包裹著毛巾的豬被油料引燃。由於溫度過高,這頭燃燒著的豬烤化了樓上的一台電視機。由於燃燒產生了很小的火焰,附近的擺設沒有遭到焚毀。將火焰熄滅後,調查人員發現被焚燒部位的肌體和骨骼已被完全焚毀。