Un esplosivo solido con una densità di energia equivalente a quella della nitroglicerina:è il materiale composito prodotto dai ricercatori del Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systemes (CNRS) di Tolosa, Francia, utilizzando un processo produttivo innovativo che porta le nanoparticelle a contatto con filamenti di DNA. Questi filamenti poi "assemblano" i vari tipi di nanoparticelle utilizzate. L'energia rilasciata e la temperatura di accensione del nuovo esplosivo sono tra le migliori mai descritte in letteratura. L'esplosivo potrebbe quindi essere utilizzato come fonte di energia per alimentare sistemi incorporati, sia nello spazio che nell'ambiente. Questo materiale innovativo è oggetto di un articolo pubblicato online sulla rivista Materiali funzionali avanzati .
Nanoparticelle di alluminio e ossido di rame costituiscono i due ingredienti base del materiale composito. Sebbene l'idea di accoppiare l'alluminio con l'ossido di rame per produrre energia non sia nuova (un tempo erano usati per saldare i binari ferroviari), questa è la prima volta che i filamenti di DNA sono stati usati per assemblarli. Allora perché usare il DNA? Due filamenti di DNA complementari (cioè le cui molecole sono in grado di riconoscersi) si autoassemblano in una doppia elica e poi rimangono saldamente legati insieme, così come sono in ogni cellula del nostro corpo. I ricercatori hanno utilizzato queste proprietà "appiccicose". Hanno innestato separatamente filamenti di DNA su perline nanoscopiche di alluminio e di ossido di rame prima di mescolare insieme i due tipi di nanoparticelle ricoperte con filamenti di DNA. Di conseguenza, i filamenti complementari su ciascun tipo di nanoparticella si legano, trasformando l'originale polvere di alluminio e ossido di rame in un compatto, materiale solido che si infiamma spontaneamente quando riscaldato a 410 °C (una delle temperature di accensione spontanea più basse finora descritte in letteratura).
Oltre alla sua bassa temperatura di accensione, questo composito offre anche il vantaggio di avere un'elevata densità di energia, simile alla nitroglicerina:a parità di materiale, produce molto più calore dell'alluminio e dell'ossido di rame presi separatamente, dove una parte significativa dell'energia non viene rilasciata. In contrasto, utilizzando nanoparticelle, con le loro grandi superfici attive, i ricercatori sono stati in grado di avvicinarsi alla massima energia teorica per questa reazione chimica esotermica.
L'elevata densità di energia di questo composito lo rende un combustibile ideale per i nanosatelliti, che pesano una manciata di chilogrammi e sono sempre più utilizzati. Tali satelliti sono troppo leggeri per essere dotati di un sistema di propulsione convenzionale una volta in orbita. Però, poche centinaia di grammi di questo composto darebbero loro energia sufficiente per regolare la loro traiettoria e l'orientamento.
Il composito potrebbe anche avere una miriade di applicazioni terrestri:accenditori per il gas nei motori a combustione interna o per il carburante negli aerei e ugelli per razzi, detonatori in miniatura, strumenti di saldatura in loco, ecc. Una volta che il suo calore si è trasformato in energia elettrica, il composito potrebbe anche essere utilizzato come fonte di backup per i microsistemi (come i rilevatori di inquinamento sparsi nell'ambiente).
