TNT kan gå på pension efter 116 år på jobbet

Forskere ved Los Alamos National Laboratory og U.S. Army Research Laboratory i Aberdeen, Maryland har udviklet et nyt "smeltestøbt" eksplosivt materiale, der kunne være en passende erstatning for trinitrotoluen, mere almindeligt kendt som TNT.

"Hæren og laboratoriet, gennem det fælles ammunitionsprogram, har ledt efter en TNT-erstatning, " sagde David Chavez, en sprængstofkemiker i Los Alamos. "Noget med ikke- eller lav toksicitet, som har det rigtige smeltepunkt, så det kan gøres flydende og støbes, til brug i en række ammunition."

Det nye molekyle er en nitrogenholdig forbindelse kaldet bis-oxadiazol. Chavez har udviklet høj-nitrogen eksplosive forbindelser i årtier ved Los Alamos, med særlig vægt på lav eksplosiv følsomhed og gode miljøegenskaber.

"En stor udfordring var at komme med en formel, der markant ville overgå den eksplosive energi i TNT, men stadig har smeltestøbningsevne," sagde Chavez. "Når man designer et molekyle til at være smeltestøbbart, dog højtydende, du møder typisk mange udfordringer på grund af adskillige forhindringer."

En af de største udfordringer var at få et tilstrækkeligt højt udbytte af materialet ud af synteseprocessen. En tidlig procedure gav kun et udbytte på 4 procent, alt for lav til at være praktisk og overkommelig. Efter flere gentagelser af processen øgede forskerne udbyttet til 44 procent.

Arbejder med Jesse Sabatini og kolleger hos Aberdeen, de udviklede et 24-atom molekyle, der er pakket med nitrogen, og har øget ydeevnen 1,5 gange større end TNT. Det fulde kemiske navn er bis(1, 2, 4-oxadiazol)bis(methylen)dinitrat.

Forskningen vil fortsætte med produktion af materialet i kilogram skala, et batteri af eksplosive tests samt fremtidige toksicitetsundersøgelser.

Environmental Protection Agency har opført TNT som et muligt kræftfremkaldende stof, og eksponering for materialet har været forbundet med lidelser i blodet, såsom anæmi, og unormal leverfunktion, ifølge Centers for Disease Control. TNT blev først forberedt i 1863 af den tyske kemiker Julius Wilbrand, men dets fulde potentiale som sprængstof blev først opdaget i 1891. TNT har været i brug som ammunitionssprængstof siden 1902.

Forskningen blev offentliggjort den 25. maj, 2018 i American Chemical Societys tidsskrift, Organisk procesforskning og -udvikling .