Тротил готовится к заслуженной пенсии

А.И. Курамшин

pic_2018_08_16-2.jpg

Новое взрывчатое вещество

Исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории и исследовательской лаборатории Армии США разработали новое взрывчатое вещество, которое не взрывается до температуры плавления, позволяя расплавить и придать себе любую форму. Новый материал в перспективе сможет заменить тринитротолуол, известный также как тротил, или тол («Organic Process Research & Development», 2018, doi: 10.1021/acs.oprd.8b00076).

Тринитротолуол был впервые получен в 1863 году немецким химиком Юлиусом Вильбрандом. Однако в желтых кристаллах, достаточно устойчивых, чтобы плавиться без разложения, не сразу разглядели взрывчатое вещество, и пару десятков лет тротил применяли для крашения тканей в радикальный желтый цвет. В 1891 году наконец обнаружили его взрывчатые свойства, а с 1902 года тротил стали применять как бризантное взрывчатое вещество для гражданских и военных нужд. Бризантные – это вторичные взрывчатые вещества, которые, в отличие от инициирующих (первичных), более стабильны и не взрываются от случайных ударов. Способность спокойно переносить плавление и стала основным козырем тринитротолуола, позволившим ему завоевать столь значительную популярность, — его удобно формовать, он не взрывается при производстве. Тем не менее абсолютно безопасным для здоровья тротил назвать нельзя: у работающих с ним развивается анемия, нарушаются функции печени, есть исследования, подтверждающие канцерогенность тринитротолуола. Поэтому ему много раз пытались найти замену.

По словам Дэвида Чавеса, специалиста из Лос-Аламосской национальной лаборатории, исследователи хотели найти вещество менее токсичное, чем тротил, обладающее близкой удельной плотностью энергии и при этом такое же «дружественное» к плавлению, как и тринитротолуол.

Научные исследования Чавеса были посвящены азотсодержащим соединениям — бис-оксадиазолам. На их основе Чавез получал безопасные высокоэнергетические соединения, которые можно использовать как инициаторы взрывчатых веществ.

Объединив усилия с Джессом Сабатини (его работы упоминались в статье «Химия огненного цветка» (см. «Химию и жизнь», 2016, 5), Чавес получил бис(1,2,4-оксадиазол)бис(метилен)динитрат — вещество с удельной энергетической плотностью в полтора раз выше, чем у тринитротолуола. Его также можно плавить и отливать из него изделия нужной формы. Еще один фактор, важный для практического применения, — возможность получать соединение в промышленных масштабах. Сегодня оптимизированный выход бис(1,2,4-оксадиазол)бис(метилен)динитрата составляет 44%, что, конечно, скромно, но лучше, чем 4—5%, которых удавалось достичь в первых экспериментах.

В планах Чавеса и Сабатини — дальнейшая оптимизация условий синтеза и возможность получать килограммовые количества нового вещества, а также его испытания на токсичность плюс специфические тестыдля всех веществ, которые планируют использовать в пиротехнике и взрывном деле.



Эта статья доступна в печатном номере "Химии и жизни" (№ 8/2018) на с. 16 — 17. 

Разные разности
Желтки против пожелтения
Пробы красочного слоя, взятые с картин художников эпохи Возрождения, показали, что в них помимо пигментов и масла присутствуют еще и небольшие следы белка, который мог попасть в краску вместе с желтком. Действительно точно известно, что Леонардо да&n...
Споры против полиуретана
Ученые создали биоразлагаемый материал с помощью почвенных штаммов бактерии Bacillus subtilis, способных разрушать термополиуретан. Решение очень простое — подмешать бактерии к полимерам. Причем не сами бактерии, а их споры, которые остаютс...
Бактериофаги против дезодорантов
Метагеномный анализ кожной флоры позволил найти главного злоумышленника, виновного в резком запахе пота — это бактерии Staphylococcus hominis. Но можно ли от них избавиться, не убивая другие кожные бактерии? Исследователи предложили логичное реш...
Липучка против трипсов
Химики ищут замену инсектицидам, подсматривая за тем, как разные растения сами защищаются от вредных насекомых. Некоторые растения выделяют липкие вещества из так называемых железистых волосков. К ним прилипают насекомые-вредители и погибают. Эта стр...