Ученые из России и Китая улучшили свойства одного из сильнейших взрывчатых веществ

Технологии

МОСКВА, 13 октября. /ТАСС/. Сотрудники Российского химико-технологического университета (РХТУ) им. Д. И. Менделеева с коллегами из Китая улучшили одно из мощнейших взрывчатых веществ, заполнив его поры сильным окислителем, который применяется в жидких ракетных топливах. Результаты работы опубликованы в журнале ChemPlusChem.

"Химики РХТУ им. Д. И. Менделеева вместе с китайскими коллегами совместили в одном составе одно из самых сильных взрывчатых веществ CL-20 и экстремально активный окислитель N2O4. По умолчанию они должны вместе быть абсолютно непригодными для применения, но ученые показали, что молекулы N2O4 можно включать в полости CL-20, и новое взрывчатое вещество будет получаться не только стабильным, но еще и обладать новыми свойствами по сравнению с чистым CL-20", — сообщила пресс-служба РХТУ.

Энергонасыщенные материалы, как пояснили в университете, нужны не только в военных целях. С их помощью прокладывают тоннели, демонтируют здания, такие материалы добавляют в ракетное топливо и используют в газогенераторах. Одним из самых мощных взрывчатых веществ считается гексанитрогексаазаизовюрцитан или CL-20. Скорость распространения ударной волны при его взрыве (скорость детонации) — один из ключевых технических параметров взрывчатых веществ — составляет около 9,5 км/с, в то время как, например, у тротила — всего 7 км/c.

Как правило, энергонасыщенные материалы состоят из горючего и окислителя. В результате удара, повышения температуры или другого внешнего воздействия эти компоненты вступают в реакцию, которая постепенно разгоняет сама себя. В результате выделяется большое количество тепла и газов, появляется ударная волна, и, как следствие, раздается взрыв. Для идеальных характеристик во взрывчатом веществе должно быть поровну окислителя и восстановителя, но в реальных молекулах, в том числе CL-20, окислителя всегда меньше.

Новые свойства CL-20

Химики РХТУ вместе с китайскими коллегами в новом исследовании решили приблизиться к идеальным показателям и улучшить характеристики CL-20. "Мы хотели ввести в CL-20 дополнительный окислитель, чтобы улучшить его энергетику, а в некоторых кристаллических модификациях этой молекулы в ее структуре как раз есть внутренние полости", — приводятся в сообщении слова одного из авторов работы, профессора РХТУ Валерия Синдицкого.

Читать:   Ученые выяснили, что волны тепла в океанах стали более продолжительными

Для этого исследователи решили заполнить внутренние полости чрезвычайно агрессивным соединением — тетраоксидом азота N2O4. Как отмечают авторы работы, это очень сильный окислитель, который широко применяют в жидких ракетных топливах, и при его контакте с органическим соединением обычно начинается бурная реакция окисления-восстановления. В результате N2O4 встроился в полости кристалла CL-20.

Далее исследователи изучили технические характеристики полученного взрывчатого вещества: заряд из модифицированного CL-20 запрессовывали в толстостенные трубки из оргстекла, поджигали и фиксировали распределение температуры в волне горения. Одновременно весь процесс записывался на скоростную видеокамеру, чтобы повысить точность расчетов.

В результате ученые оценили скорость детонации нового вещества и давление в ударной волне от его взрыва и показали, что по этим параметрам модифицированный CL-20 превосходит чистый CL-20. "За счет введения N2O4 мы немножко улучшили кислородный баланс системы, и в пламени появился добавочный окислитель. Он чуть-чуть, но всё-таки поднял скорость горения, у которого эта характеристика и так очень высока", — пояснил Синдицкий.

Источник: tass.ru

Оцените статью
Экономические новости