Usado pela primeira vez para a batalha na China por volta de 900 d.C., a pólvora se espalhou pela Eurásia no final do século 13, acabou revolucionando a guerra como um propulsor em armas de fogo e artilharia. Enquanto isso, mestres artilheiros mexendo com fórmulas de pólvora, tentando encontrar a mistura ideal. Agora, pesquisadores relatando em ACS Omega recriaram receitas de pólvora medievais e analisaram as energias liberadas durante a combustão, revelando que a evolução do pó perfeito foi lenta, processo de tentativa e erro.

Embora amplamente obsoleto no armamento moderno, pólvora, também conhecido como pólvora negra, ainda é usado em armas históricas, fogos de artifício e pirotecnia. O explosivo é uma combinação de proporções variáveis ​​de nitrato de potássio (ou "salitre"), enxofre e carvão. As receitas medievais às vezes incluíam aditivos interessantes, como cânfora, verniz ou conhaque, com propósitos obscuros. Dawn Riegner, Cliff Rogers e sua equipe de químicos e historiadores queriam analisar a energética das receitas de pólvora medievais para ajudar a entender a intenção dos mestres artilheiros na criação dessas fórmulas, bem como fornecer informações técnicas importantes sobre a fabricação inicial de pólvora.

Para fazer isso, os pesquisadores identificaram mais de 20 receitas de pólvora de textos medievais datados de 1336 a 1449 d.C. Eles prepararam os pós e mediram as energias liberadas antes e durante a combustão usando calorimetria de varredura diferencial e calorimetria de bomba. Eles também testaram algumas das receitas em um campo de tiro de West Point usando uma réplica de um canhão de arremesso de pedra do início do século 15.

Em geral, no período de 1338–1400 d.C., a porcentagem de salitre aumentou e o carvão vegetal diminuiu, causando calores mais baixos de combustão, o que poderia ter produzido receitas mais seguras para artilheiros medievais. Após 1400 d.C., a porcentagem de salitre (o ingrediente mais caro) diminuiu ligeiramente, enquanto o enxofre e o carvão aumentaram, aumentando o calor da combustão, embora não tão alto quanto para as primeiras receitas. Certos aditivos, como a combinação de cânfora e cloreto de amônio, parecia tornar a pólvora mais forte, enquanto outros, como água ou conhaque, não mostrou vantagens energéticas, mas pode ter servido a outros propósitos. Por exemplo, eles podem ter tornado o material mais estável durante o transporte ou armazenamento. Embora os pesquisadores tenham caracterizado a pólvora em laboratório e em experimentos limitados no campo de tiro, mais trabalho de campo deve ser feito para avaliar qual formulação teria o melhor desempenho em contextos históricos, eles dizem.