O químico de explosivos David Chavez derrama um exemplo de explosivo fundível em um molde de cobre na Área Técnica 9. do Laboratório Nacional de Los Alamos. Crédito:LANL
Cientistas do Laboratório Nacional de Los Alamos e do Laboratório de Pesquisa do Exército dos EUA em Aberdeen, Maryland desenvolveu um novo material explosivo "fundido" que poderia ser um substituto adequado para o Trinitrotolueno, mais comumente conhecido como TNT.
"O Exército e o Laboratório, por meio do Programa Conjunto de Munições, tem procurado um substituto para o TNT, "disse David Chavez, um químico de explosivos em Los Alamos. "Algo com baixa ou não toxicidade que tenha o ponto de fusão correto para que possa ser liquefeito e fundido, para uso em uma variedade de munições. "
A nova molécula é um composto contendo nitrogênio denominado bis-oxadiazol. Chávez vem desenvolvendo compostos explosivos com alto teor de nitrogênio há décadas em Los Alamos, com particular ênfase na baixa sensibilidade explosiva e boas propriedades ambientais.
"Um grande desafio foi chegar a uma fórmula que ultrapassasse significativamente a energia explosiva do TNT, mas ainda tem capacidade de fundição por fusão ", disse Chávez." Ao projetar uma molécula para ser fundida por fusão, ainda de alto desempenho, você normalmente encontra muitos desafios devido a vários obstáculos. "
Um dos maiores desafios foi obter um rendimento alto o suficiente do material fora do processo de síntese. Um procedimento inicial produziu apenas 4 por cento de rendimento, muito baixo para ser prático e acessível. Depois de várias iterações do processo, os cientistas aumentaram o rendimento para 44 por cento.
O oxadiazol tem uma pressão de detonação calculada 50 por cento maior do que a do TNT. Crédito:LANL
Trabalhando com Jesse Sabatini e colegas da Aberdeen, eles desenvolveram uma molécula de 24 átomos cheia de nitrogênio, e aumentou o desempenho 1,5 vezes maior do que o TNT. O nome químico completo é bis (1, 2, 4-oxadiazol) bis (metileno) dinitrato.
A pesquisa continuará com a produção do material em escala de quilograma, uma bateria de testes de explosivos, bem como estudos futuros de toxicidade.
A Agência de Proteção Ambiental listou TNT como um possível cancerígeno, e a exposição ao material foi associada a distúrbios do sangue, como anemia, e função hepática anormal, de acordo com os Centros de Controle de Doenças. O TNT foi preparado pela primeira vez em 1863 pelo químico alemão Julius Wilbrand, mas todo o seu potencial como explosivo não foi descoberto até 1891. O TNT tem sido usado como explosivo de munições desde 1902.
A pesquisa foi publicada em 25 de maio, 2018 no jornal da American Chemical Society, Pesquisa e Desenvolvimento de Processos Orgânicos .
(A) Conformação molecular do composto e (B) Empacotamento de cristal visto ao longo do eixo b. As linhas azuis tracejadas representam as interações intramoleculares, enquanto as linhas vermelhas tracejadas representam contatos intermoleculares. Crédito:LANL
