Il chimico degli esplosivi David Chavez versa un esempio di esplosivo da fondere in uno stampo di rame nell'area tecnica del Los Alamos National Laboratory 9. Credito:LANL
Scienziati del Los Alamos National Laboratory e dell'U.S. Army Research Laboratory ad Aberdeen, Il Maryland ha sviluppato un nuovo materiale esplosivo "fuso a fusione" che potrebbe essere un sostituto adatto per Trinitrotoluene, più comunemente noto come TNT.
"L'esercito e il laboratorio, attraverso il Programma congiunto di munizioni, ho cercato un sostituto del TNT, " ha detto David Chavez, un chimico di esplosivi a Los Alamos. "Qualcosa con tossicità non o bassa che ha il giusto punto di fusione in modo che possa essere liquefatto e colato, per l'uso in una varietà di munizioni."
La nuova molecola è un composto contenente azoto chiamato bis-ossadiazolo. Chavez ha sviluppato per decenni composti esplosivi ad alto contenuto di azoto a Los Alamos, con particolare enfasi sulla bassa sensibilità esplosiva e buone proprietà ambientali.
"Una delle principali sfide è stata trovare una formula che superasse significativamente l'energia esplosiva del TNT, ma hanno ancora la capacità di fondere", ha detto Chavez. "Quando si progetta una molecola per essere fondebile, ma ad alte prestazioni, in genere incontri molte sfide a causa di numerosi ostacoli."
Una delle sfide più grandi è stata ottenere una resa sufficientemente elevata del materiale dal processo di sintesi. Una procedura precoce ha prodotto solo un rendimento del 4%, troppo basso per essere pratico e conveniente. Dopo diverse iterazioni del processo, gli scienziati hanno aumentato la resa al 44 percento.
L'ossadiazolo ha una pressione di detonazione calcolata del 50% superiore a quella del TNT. Attestazione:LANL
Lavorando con Jesse Sabatini e colleghi di Aberdeen, hanno sviluppato una molecola di 24 atomi che è piena di azoto, e ha prestazioni superiori di 1,5 volte rispetto a TNT. Il nome chimico completo è bis(1, 2, 4-ossadiazolo)bis(metilene)dinitrato.
La ricerca proseguirà con la produzione del materiale su scala di chilogrammi, una serie di test sugli esplosivi e futuri studi di tossicità.
L'Environmental Protection Agency ha elencato il TNT come possibile cancerogeno, e l'esposizione al materiale è stata collegata a disturbi del sangue, come l'anemia, e funzionalità epatica anormale, secondo i Centers for Disease Control. Il TNT è stato preparato per la prima volta nel 1863 dal chimico tedesco Julius Wilbrand, ma il suo pieno potenziale come esplosivo non è stato scoperto fino al 1891. Il TNT è stato utilizzato come esplosivo per munizioni dal 1902.
La ricerca è stata pubblicata il 25 maggio 2018 sulla rivista dell'American Chemical Society, Ricerca e sviluppo sui processi organici .
(A) conformazione molecolare del composto e (B) imballaggio cristallino visto lungo l'asse b. Le linee blu tratteggiate rappresentano le interazioni intramolecolari, mentre le linee rosse tratteggiate rappresentano i contatti intermolecolari. Attestazione:LANL
