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LANL研制新型炸药:性能优于TNT且环境毒性更低

据外媒报道,洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)化学家 David Chavez 刚刚研制出了一种全新的炸药。作为 LANL 与总部位于马里兰州阿伯丁的美国陆军研究实验室的合作项目,其威力可与 TNT 相媲美、但又更加安全环保。 由德国化学家 Julius Wilbrand 在 1863 年发明的 TNT,其学名为“三硝基甲苯”(又称“黄色炸药”)。

炸药化学家 David Chavez 向一个铜模具内倾倒可熔体浇注的爆炸物样本(图自:LANL)

其最初用途是作为一种纺织品染料,然而 1891 年的时候,Carl H?ussermann 又发现了它的爆炸特性。

时至今日,TNT 已成为一种被军民使用最广泛的知名炸药。因其不仅性能强大,还可以被熔化并注入模具。

“安全”是 TNT 的一大卖点:

实际上,在英国 1875 年制定的《炸药法案》中,TNT 甚至没有被视为一种爆炸物,更别提如何妥当地储存和处理了。

这是因为 TNT 极难被引爆,需要用到一根雷管和引药,让后者产生足够强的冲击波,从而带动 TNT 发生化学反应。

换言之,人们甚至可以用锤子来敲打 TNT 炸药、将它锯成两半、甚至丢进篝火里燃烧 —— 尽管我们并不推荐这样的实验。

新型炸药分子式如上

遗憾的是,TNT 还带有很强的毒性:

如果长时间暴露,会对血液、肝脏和脾脏造成严重的危害。而除了对人有致癌性,它还是一种非常危险的土壤和水污染物。

有鉴于此, 研究人员一直在努力寻找性能媲美 TNT,同时又更加安全无毒的替代品。

好消息是,由炸药学家 David Chavez 开发 的这种新式炸药,就可以满足这方面的需求。

这是一种被称作“双恶二唑”(bis-oxadiazole)的含氮化合物, 更明确的说法是“双(1,2,4-恶二唑)双(亚甲基)二硝酸酯”。

顶部为双恶二唑分子,凝固时可形成一种晶体矩阵。

这种 24 原子化合物的氮含量很高,爆炸当量是 TNT 的 1.5 倍。

此外,它的熔点相当可观,如 TNT 一般的‘麻木不仁’。同时毒性更小,对环境更加友好。

比较棘手的是, 研究人员需要找到一种不仅可以制造双恶二唑、且产量和预期效率都足够高的新方法。

好消息是,尽管首次合成尝试的产量仅为 4%,但团队后续将它大幅提升到了 44% 。

当前他们正在努力扩大新型炸药的产量,然后对其进行广泛的爆炸星和毒性测试。

有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《有机加工研发进展》(Organic Process Research & Development)期刊上。 原标题为:

《Bis(1,2,4-oxadiazole)bis(methylene) Dinitrate: A High-Energy Melt-Castable Explosive and Energetic Propellant Plasticizing Ingredient》

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