2018年6月14日
洛斯阿拉莫斯國家實驗室
炸藥化學家大衛·查韋斯在洛斯阿拉莫斯國家實驗室技術區9將一個可熔融鑄造炸藥的杯子倒入一個銅模中。
位於馬里蘭州阿伯丁的洛斯阿拉莫斯國家實驗室和美國陸軍研究實驗室的科學家已經開發出一種新型的“熔鑄”爆炸材料，這種材料可能是三硝基甲苯(更通常稱為TNT )的合適替代品。
洛斯阿拉莫斯炸藥化學家大衛查韋斯說:「軍方和實驗室透過聯合軍火計劃，一直在尋找TNT的替代者。」“無毒或低毒的東西，熔點合適，可以液化和鑄造，用於各種彈藥。"
新分子是一種含氮化合物，稱為雙噁二唑。查韋斯幾十年來一直在洛斯阿拉莫斯開發高氮爆炸化合物，特別強調低爆炸敏感性和良好的環境性能。
查韋斯說:「一項重大挑戰是提出一個公式，這個公式將大大超過TNT的爆炸能量，但仍具有熔模鑄造能力。」“當設計一種可熔融澆鑄但性能又很高的分子時，由於許多障礙，通常會遇到許多挑戰。"
最大的挑戰之一是從合成過程中獲得足夠高的材料產率。早期的程序只產生百分之四的產量，太低而不實用和負擔不起。經過多次反覆，科學家們把產量提高到44 %。
噁二唑的計算爆壓比TNT高50 %。
他們與傑西·薩巴蒂尼和阿伯丁的同事合作，研發出一種充滿氮氣的24原子分子，其性能比TNT提高了1.5倍。全稱是雙( 1，2，4 -噁二唑)雙(亞甲基)二硝酸酯。
研究將繼續以千克的規模生產這種材料，進行一系列爆炸測試以及未來的毒性研究。
據疾病控制中心介紹，環境保護署已將TNT列為一種可能的致癌物，接觸這種物質與血液紊亂有關，如貧血和肝功能異常。TNT最初由德國化學家朱利葉斯·威爾布蘭德於1863年製備，但直到1891年才發現它作為炸藥的全部潛力。TNT自1902年以來一直被用作彈藥炸藥。
這項研究於2018年5月25日發表在美國化學學會期刊上，有機過程研究與開發。
( A )化合物的分子構象和( B )沿B軸觀察的晶體堆積。藍色虛線表示分子內相互作用，而紅色虛線表示分子間接觸。
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