Lanciare fumogeni è più che divertente il 4 luglio. L'esercito usa granate fumogene in situazioni pericolose per fornire copertura a persone e carri armati in movimento. Ma la corsa agli armamenti del fumo è iniziata. Sempre più, i sensori possono ora andare oltre la gamma visibile nella regione dell'infrarosso (IR) dello spettro. Oggi, i ricercatori riferiscono di aver sviluppato un nuovo tipo di fumo che oscura sia il rilevamento visibile che quello IR.

I ricercatori presenteranno oggi il loro lavoro al 255esimo National Meeting &Exposition dell'American Chemical Society (ACS).

"A causa del progresso dei sensori oltre la regione visibile, abbiamo bisogno di nuovo, oscuranti ad alte prestazioni nella regione dell'infrarosso, " Zach Zander dice. "Ogni oscurante può assorbire o disperdere la luce a una data frequenza. La maggior parte dei fumi che usiamo funzionano bene sia nel campo visibile che in quello IR. L'obiettivo di questo programma è creare quello che chiamiamo un oscurante bispettrale, che funziona per bloccare visibile, così come il rilevamento a infrarossi."

Per costruire una migliore boccata di fumo, Zander e i suoi colleghi di Smoke &Obscurants, pirotecnica, e i rami di filtrazione chimica biologica hanno iniziato a pensare di utilizzare una struttura metallica organica (MOF). Altri scienziati che lavorano nel suo istituto, l'Edgewood Chemical Biological Center dell'esercito degli Stati Uniti, hanno studiato queste strutture porose stabili, e stavamo lavorando con uno chiamato UiO-66 che era composto da acido tereftalico, un noto oscurante visibile.

"La tradizionale granata fumogena dell'esercito è realizzata con un materiale tossico, chiamato esacloroetano, ma le granate all'acido tereftalico stanno emergendo come un'alternativa più sicura, " dice Zander. Il resto di UiO-66 è costituito da grandi pori e un nodo di zirconio che i ricercatori hanno proposto di assorbire nella gamma IR. La domanda era se UiO-66 brucerebbe in modo tale da liberare l'acido tereftalico dalla struttura , creando un fumo sia con un agente assorbente IR che con un oscurante della luce visibile. Se la molecola UiO-66 non si è rotta, l'acido tereftalico non sarebbe libero di bloccare la luce visibile.

In un esperimento di dimostrazione del principio, i ricercatori hanno confezionato UiO-66 in una granata insieme agli agenti pirotecnici che generano l'ustione. Lo collocarono in una camera di 249 metri cubi rivestita di sensori e fecero esplodere la granata fumogena.

"Abbiamo monitorato le lunghezze d'onda visibili e IR, " dice Zander. "Abbiamo qualche blocco nel campo visibile, anche se non era buono come una vera granata all'acido tereftalico. Pensiamo di poter migliorare le nostre prestazioni modificando la ricetta della porzione pirotecnica e quindi liberare meglio l'acido tereftalico dalla struttura".

A lungo termine, i ricercatori hanno in programma di continuare a incorporare ulteriori oscuranti al fumo, creando una sorta di "coltellino svizzero" di granate fumogene. "Idealmente, vorremmo un dispositivo fumogeno che colpisca più spettri, piuttosto che più dispositivi per colpire ogni spettro individualmente, " Dice Zander. "La ragione per cui questo è così importante per l'esercito è che si vuole ridurre al minimo la quantità di cose che un soldato deve trasportare. Una granata è decisamente più facile da trasportare di cinque".