El químico de explosivos David Chávez vierte un ejemplo de explosivo fundible en un molde de cobre en el Área Técnica 9 del Laboratorio Nacional de Los Alamos. Crédito:LANL
Científicos del Laboratorio Nacional de Los Alamos y del Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. En Aberdeen, Maryland ha desarrollado un novedoso material explosivo "fundido" que podría ser un sustituto adecuado del trinitrotolueno. más comúnmente conocido como TNT.
"El Ejército y el Laboratorio, a través del Programa Conjunto de Municiones, he estado buscando un reemplazo de TNT, "dijo David Chávez, químico de explosivos en Los Alamos. "Algo con baja toxicidad o sin toxicidad que tenga el punto de fusión adecuado para que pueda licuarse y fundirse, para su uso en una variedad de municiones ".
La nueva molécula es un compuesto que contiene nitrógeno llamado bis-oxadiazol. Chávez ha estado desarrollando compuestos explosivos con alto contenido de nitrógeno durante décadas en Los Alamos, con especial énfasis en la baja sensibilidad explosiva y las buenas propiedades medioambientales.
"Uno de los principales desafíos fue encontrar una fórmula que supere significativamente la energía explosiva de TNT, pero todavía tienen capacidad de fundición ", dijo Chávez." Al diseñar una molécula para que sea fundible, pero de alto rendimiento, normalmente te enfrentas a muchos desafíos debido a numerosos obstáculos ".
Uno de los mayores desafíos fue obtener un rendimiento suficientemente alto del material a partir del proceso de síntesis. Un procedimiento temprano produjo solo un rendimiento del 4 por ciento, demasiado bajo para ser práctico y asequible. Después de varias iteraciones del proceso, los científicos aumentaron el rendimiento al 44 por ciento.
El oxadiazol tiene una presión de detonación calculada un 50 por ciento más alta que la del TNT. Crédito:LANL
Trabajando con Jesse Sabatini y sus colegas en Aberdeen, desarrollaron una molécula de 24 átomos que está llena de nitrógeno, y ha aumentado el rendimiento 1,5 veces más que TNT. El nombre químico completo es bis (1, 2, 4-oxadiazol) bis (metileno) dinitrato.
La investigación continuará con la producción del material en una escala de kilogramos, una batería de pruebas de explosivos, así como futuros estudios de toxicidad.
La Agencia de Protección Ambiental ha incluido al TNT como posible carcinógeno, y la exposición al material se ha relacionado con trastornos de la sangre, como la anemia, y función hepática anormal, según los Centros para el Control de Enfermedades. El TNT fue preparado por primera vez en 1863 por el químico alemán Julius Wilbrand, pero su potencial máximo como explosivo no se descubrió hasta 1891. El TNT se ha utilizado como explosivo de municiones desde 1902.
La investigación fue publicada el 25 de mayo de 2018 en la revista de la American Chemical Society, Investigación y desarrollo de procesos orgánicos .
(A) Conformación molecular del compuesto y (B) Empaquetamiento cristalino visto a lo largo del eje b. Las líneas discontinuas azules representan interacciones intramoleculares, mientras que las líneas rojas discontinuas representan contactos intermoleculares. Crédito:LANL
