Нано-динамит сделает взрывчатку безопаснее

Взрыв динамита – процесс всегда неконтролируемый. И хотя существует такая наука, как пиротехника, все равно многие типы взрывчатки трудно поддаются расчету при их проектировании. Связано это с тем, что о взрывчатых свойствах веществ известно мало.

Но недавно ученые из университета Джорджии и технологического университета Техаса создали установку, позволяющую точно исследовать взрывчатые вещества на основе миниатюрных порций взрывчатки, сообщает PhysOrg. Оказывается, для исследования свойств взрывчатых материалов необходимо точно знать, как они ведут себя при наименьших тепловых воздействиях. При этом выбираются настолько малые массы взрывчатых веществ, что они не могут взорваться.

Чтобы нагревать нано-порции взрывчатки, ученые сделали точный нано-нагреватель на основе зонда атомно-силового микроскопа (АСМ). С его помощью легко проследить и изучить процессы испарения, таяния и возгорания ультрамалых порций взрывчатых веществ массой до 400 зептограмм.

Зонд состоит из PETN-пленки (pentaerythritol tetranitrate), поликристаллического энергетического материала, из которого с помощью нанолитографии «вырезали» нагреватель. Как показали эксперименты, он может нагревать кусочки материала от 100 нанометров длиной и до нескольких микрон. Нагреватель может производить тепло с точностью до одного градуса, что в наноразмерном диапазоне достичь с помощью обычных резисторных зондов трудно.

«Мы показали, что можно контролировать морфологию взрывчатых веществ в наноразмерном диапазоне. Кроме этого, мы узнали, как ведут себя нано-взрывчатки, что очень важно для дальнейших исследований в области пиротехники и создания «умных взрывчаток», - говорит Брэндон Уикс (Brandon Weeks), профессор отделения химии при технологическом университете Техаса. – Мы уверены, что наши исследования позволят сделать взрывчатку безопаснее в использовании. Это крайне необходимо, к примеру, в военных продуктах».

На основе исследований, проводимых учеными, можно сделать взрывчатку безопасным куском материала до того, как будет приведен в действие детонатор. Благодаря нагревательному зонду ученые получили карты таяния и плавления взрывчатых материалов. Для этого зонд «сканировал» различными температурами микроскопические участки нано-взрывчатки.

Также ученым удалось конденсировать расплавленный материал в форму с новой кристаллической структурой. Измененная взрывчатка, как показали эксперименты, взрывается узконаправленно и с выделением меньшего количества энергии. Поэтому ученые надеются, что им удастся создать «управляемую взрывчатку», которая будет востребована не только военными, но и шахтерами и спасателями.