Ogni volta che una pistola spara, piombo percola nell'aria. Un progresso scientifico potrebbe fornire un sostituto comparabile per i materiali esplosivi a base di piombo trovati nelle munizioni, proteggere i soldati e l'ambiente da potenziali effetti tossici.

ricercatori della Purdue University, in collaborazione con il Laboratorio di ricerca dell'esercito del Comando per lo sviluppo delle capacità di combattimento dell'esercito degli Stati Uniti, sviluppato due nuovi materiali senza piombo che funzionano come esplosivi primari, che vengono utilizzati per accendere la polvere all'interno di una cartuccia di pistola.

Il lavoro, finanziato dall'Ufficio Ricerche dell'Esercito, appare in un articolo pubblicato su Chimica:una rivista europea .

"Proprio adesso, ogni volta che scatti, spargerai piombo nell'aria intorno a te, " ha detto Davin Piercey, un assistente professore di Purdue di ingegneria dei materiali e ingegneria meccanica. "Qualsiasi uso di piombo finirà per inquinare l'ambiente in piccole quantità. Più piombo rimuovi, meglio è per l'ambiente".

Uno studio passato ha scoperto che le persone che hanno sparato molto potrebbero avere livelli di piombo elevati. Ma così lontano, l'uso del piombo negli esplosivi è stato inevitabile.

Quando si preme il grilletto di una pistola, un percussore metallico colpisce una tazza contenente un esplosivo primario. La forza del percussore deforma la coppa, schiacciando l'esplosivo primario e facendolo esplodere. Questa esplosione innesca un esplosivo secondario che brucia e aiuta a completare il resto della sequenza di fuoco, accelerando il proiettile fuori dalla pistola.

Poiché gli esplosivi primari si trovano nelle cartucce di qualsiasi cosa che spara un proiettile, l'esercito è alla ricerca di soluzioni da molti anni per sviluppare versioni senza piombo di questi esplosivi che soddisfino le normative ambientali associate alla contaminazione da piombo.

"Lo sviluppo di questi materiali fornisce un potenziale percorso verso la tecnologia senza piombo, " disse Jesse Sabatini, un ricercatore dell'esercito che ha guidato l'indagine del progetto su quali molecole utilizzare per questi nuovi materiali.

Ciò che consente ai materiali di essere privi di piombo è una struttura chimica che non è stata utilizzata prima negli esplosivi primari. Un materiale è fatto di sali d'argento mentre l'altro materiale non contiene alcun metallo, solo gli ingredienti di base per un esplosivo. Questi ingredienti includono carbonio, idrogeno, azoto e ossigeno.

"Per quanto riguarda la tossicità, l'argento è un miglioramento rispetto al piombo, ma è ancora un po' tossico. Quindi abbiamo anche realizzato un materiale non metallico a cui non è associata la tossicità dei metalli pesanti. Il metallo è un peso morto, energeticamente parlando, e non contribuisce molto a una vera esplosione, " ha detto Piercey.

La struttura chimica utilizzata in questi materiali li rende molto densi, il che significa che sarebbe necessaria solo una piccola quantità di entrambi i materiali per creare un'esplosione.

I ricercatori dell'Army Research Laboratory hanno modellato questi materiali per avere un'idea di quanto sarebbero stati esplosivi. Il laboratorio di Piercey presso il Purdue Energetics Research Center (PERC) ha realizzato i materiali e condotto test sperimentali dimostrando che funzionano come esplosivi primari.

Secondo i calcoli dei ricercatori, i materiali che hanno creato hanno prestazioni di detonazione simili o superiori agli esplosivi primari comunemente usati.

Il CCDC-Armaments Center all'Arsenale Picatinny, New Jersey, è interessato ad esplorare questi composti per applicazioni a base di esplosivi primari per proiettili e propellenti per armi. I ricercatori della Purdue e dell'esercito continueranno a raccogliere i dati necessari per determinare quali sistemi d'arma a base di piombo questi materiali possono sostituire.

"Al PERC, il nostro tema è "dalle molecole alle munizioni". I nostri laboratori possono fare di tutto, dalla progettazione e test di molecole alla formulazione e produzione di tali molecole in un composto utile, " ha detto Steve Beaudoin, direttore del PERC e professore di ingegneria chimica alla Purdue.

"I nostri partner possono quindi prendere quell'utile composto e metterlo in una testata, missile, razzo o qualunque cosa debba essere."