Nye eksplosive materialer til at bringe ugiftig ammunition

Hver gang en pistol skyder, bly udvaskes i luften. Et videnskabeligt fremskridt kunne give en sammenlignelig erstatning for blybaserede eksplosive materialer fundet i ammunition, beskytte soldater og miljøet mod potentielle giftvirkninger.

Purdue University forskere, i samarbejde med U.S. Army Combat Capabilities Development Command's Army Research Laboratory, udviklet to nye blyfri materialer, der fungerer som primære sprængstoffer, som bruges til at antænde pulver inde i en pistolpatron.

Arbejdet, finansieret af Hærens Forskningskontor, optræder i et blad udgivet i Kemi - Et europæisk tidsskrift .

"Lige nu, når du skyder, du kommer til at sprede bly i luften omkring dig, " sagde Davin Piercey, en Purdue assisterende professor i materialeteknik og maskinteknik. "Enhver brug af bly vil ende med at forurene miljøet i små mængder. Jo mere bly du fjerner, jo bedre er det for miljøet."

En tidligere undersøgelse viste, at folk, der har skudt meget, kunne have forhøjede blyniveauer. Men indtil videre, brugen af ​​bly i sprængstoffer har været uundgåelig.

Når der trykkes på en pistolaftrækker, en metalskydestift rammer en kop, der indeholder et primært sprængstof. Kraften fra slagstiften deformerer koppen, knuser det primære sprængstof og får det til at detonere. Denne eksplosion sætter gang i et sekundært sprængstof, der brænder og hjælper med at fuldføre resten af ​​affyringssekvensen, accelererer kuglen ud af pistolen.

Fordi primære sprængstoffer findes i patronen i stort set alt, der affyrer en kugle, hæren har i mange år søgt efter løsninger til at udvikle blyfri versioner af disse sprængstoffer, der opfylder miljøbestemmelser forbundet med blyforurening.

"Udviklingen af ​​disse materialer giver en potentiel vej mod blyfri teknologi, " sagde Jesse Sabatini, en hærforsker, der ledede projektets undersøgelse af, hvilke molekyler der skulle bruges til disse nye materialer.

Det, der gør, at materialerne er blyfri, er en kemisk struktur, som ikke har været brugt i primære sprængstoffer før. Det ene materiale er lavet af sølvsalte, mens det andet materiale slet ikke indeholder metal - kun de grundlæggende ingredienser til et sprængstof. Disse ingredienser omfatter kulstof, brint, nitrogen og ilt.

"Toksicitetsmæssigt, sølv er en forbedring i forhold til bly, men det er stadig lidt giftigt. Så vi lavede også et ikke-metalmateriale, der ikke har tungmetaltoksicitet forbundet med det. Metal er dødvægt, energisk set, og bidrager ikke meget til en egentlig eksplosion, " sagde Piercey.

Den kemiske struktur, der anvendes i disse materialer, gør dem meget tætte, hvilket betyder, at kun en lille mængde af begge materialer ville være nødvendig for at skabe en eksplosion.

Forskere ved Army Research Laboratory modellerede disse materialer for at få en fornemmelse af, hvor eksplosive de ville være. Pierceys laboratorium ved Purdue Energetics Research Center (PERC) lavede materialerne og udførte eksperimentelle test, der viser, at de fungerer som primære sprængstoffer.

Ifølge forskernes beregninger de materialer, de har skabt, har en detonationsevne svarende til eller højere end almindeligt anvendte primære sprængstoffer.

CCDC-våbencentret ved Picatinny Arsenal, New Jersey, er interesseret i at udforske disse forbindelser til primære sprængstofbaserede anvendelser til kugler og pistoldrivmidler. Purdue og hærens forskere vil fortsætte med at indsamle de nødvendige data til at bestemme, hvilke blybaserede våbensystemer disse materialer kan erstatte.

"Hos PERC, vores tema er 'molekyler til ammunition.' Vores laboratorier kan gøre alt fra at designe og teste molekyler til at formulere og fremstille disse molekyler til en nyttig forbindelse, " sagde Steve Beaudoin, direktør for PERC og en Purdue-professor i kemiteknik.

"Vores partnere kan så tage det nyttige stof og putte det i et sprænghoved, missil, raket eller hvad det nu skal være."