Выбирай : Покупай : Используй
в фокусе
0

Наноматериал превратили в мощную взрывчатку

Химики обнаружили, что фуллереновые молекулы С60 оказались мощной взрывчаткой. Уникальное сочетание углерода и энергоемкого наноматериала может найти широкое применение в военном деле и гражданской промышленности.

Бакминстерфуллерен С60  или, как его называют ученые, бакиболл — это наиболее изученная молекула фуллеренов, структур, в которых атомы углерода собраны в шарообразную структуру. Бакиболл состоит из 1000 атомов углерода и напоминает по форме футбольный мяч. Ученые из университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе задались вопросом: а что будет, если добавить к фуллерену оксид азота NO2, который способствуют детонации и горению, а также является основным источником кислорода?

Наноматериалы могут высвобождать огромное количество энергии 

Исследователи создали на основе С60 и NO2 компьютерную модель вещества под названием додеканитрофуллерен — C60 (NO2)12). Моделирование показало, что новое вещество потенциально может стать мощнейшей взрывчаткой из-за чего ученые уже дали ему прозвище бакибомба (buckybomb).

Исследователи подняли температуру бакибомбы до 700 градусов Цельсия за 10-12 пикосекунд,после чего оксид азота начал изомеризацию, формируя новые группы с некоторыми атомами углерода из С60. В течение последующих нескольких пикосекунд структура C60 потеряла часть своих электронов, которые удерживали структуру фуллерена. В результате углеродный"футбольный мяч" мгновенно распадается на множество двухатомных нейтральных частиц диуглерода С2.В финале реакции горения остаются CO2, NO2, N2 и C2.

Несмотря на то,что реакция требует первоначального нагрева (детонатора), сразу после ее начала освобождается огромное количество тепловой энергии. В течение первой пикосекунды температура растет с 700 до более 2200 градусов Цельсия. В этот момент молекула становится неустойчивой, и в следующие 50 пикосекунд температура растет еще больше— до температуры 3700 градусов Цельсия. При этой температуре давление может достигать 1200 МПа — это в 10 тыс. раз выше атмосферного. Для сравнения,давление внутри ствола артиллерийского орудия составляет примерно 500 МПа, а температура достигает свыше 3000 градусов Цельсия.

Химическая энергия бакибомбы содержится в сильных связях атомов углерода в C60.  Оксид азота инициирует реакцию и увеличивает количество энергии, выделяющейся при взрыве. Регулируя количество  NO2,можно управлять силой взрыва.

Новое вещество может найти применение прежде всего в военной сфере: для создания новых сверхмощных стабильных взрывчатых веществ. Кроме того, новый энергоемкий материал может использоваться в качестве источника энергии, например, в миниатюрных ускорителях для наноспутников.

 Распечатать
Комментарии