Den schweiziske hærkniv af røgskærme

At udløse røgbomber er mere end god fornøjelse den fjerde juli. Militæret bruger røggranater i farlige situationer for at give dækning for mennesker og kampvogne på farten. Men røgvåbenkapløbet er i gang. I stigende grad, sensorer kan nu gå ud over det synlige område ind i det infrarøde (IR) område af spektret. I dag, forskere rapporterer, at de udvikler en ny slags røg, der skjuler både synlig og IR-detektion.

Forskerne vil præsentere deres arbejde i dag ved det 255. nationale møde og udstilling i American Chemical Society (ACS).

"På grund af udviklingen af ​​sensorer ud over det synlige område, vi har brug for nyt, højtydende obscuranter i det infrarøde område, " siger Zach Zander. "Hver obskurant kan absorbere eller sprede lys ved en given frekvens. De fleste af de røg, vi bruger, klarer sig godt i enten det synlige eller IR-område. Målet med dette program er at skabe, hvad vi kalder en bispektral obskurant, som arbejder for at blokere synlige, samt infrarød detektion."

For at skabe et bedre røgpust, Zander og hans kolleger i Smoke &Obscurants, Pyroteknik, og Chemical Biological Filtration Branches begyndte at tænke på at bruge en organisk metalramme (MOF). Andre videnskabsmænd, der arbejder på hans institut, den amerikanske hærs Edgewood Chemical Biological Center, har studeret disse stabile porøse strukturer, og arbejdede med en kaldet UiO-66, der bestod af terephthalsyre, en kendt synlig obskurant.

"Den traditionelle hærrøggranat er lavet af et giftigt materiale, kaldet hexachlorethan, men terephthalsyregranater dukker op som et sikrere alternativ, " siger Zander. Resten af ​​UiO-66 består af store porer og en zirconiumknude, som forskere foreslog kunne absorbere i IR-området. Spørgsmålet var, om UiO-66 ville brænde på en sådan måde, at terephthalsyren frigøres fra rammen. , skabe en røg med både et IR-absorberende middel og et synligt lys. Hvis UiO-66 molekylet ikke gik i stykker, terephthalsyren ville ikke være fri til at blokere det synlige lys.

I et proof-of-princip-eksperiment, forskerne pakkede UiO-66 ind i en granat sammen med de pyrotekniske midler, der genererer forbrændingen. De placerede den i et 249 kubik-yard kammer foret med sensorer og satte røggranaten i gang.

"Vi overvågede synlige og IR-bølgelængder, " siger Zander. "Vi har en blokering i det synlige område, selvom den ikke var så god som en ægte tereftalsyregranat. Vi tror, ​​vi kan forbedre vores præstationer ved at ændre opskriften på den pyrotekniske portion og derved bedre frigøre terephthalsyren fra rammen."

På lang sigt, forskerne planlægger at fortsætte med at inkorporere yderligere obskuranter til røgen, skabe en slags "schweizerkniv" af røggranater. "Ideelt set vi vil gerne have én røganordning, der rammer flere spektre, snarere end flere enheder for at ramme hvert spektrum individuelt, " siger Zander. "Grunden til, at dette er så vigtigt for hæren, er, at du vil minimere mængden af ​​ting, en soldat skal bære. En granat er bestemt lettere at slæbe end fem."