Тротил готовится к заслуженной пенсии

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2018, №8)

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

12.09.2018 18:00:00

Сотрудники геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова провели исследования арктического кратера на полуострове Ямал, выяснили причину его образования и открыли новое геологическое явление, ранее известное только для ледяных планет и планетоидов.

>>
07.09.2018 10:00:00

Сотрудник кафедры зоологии позвоночных МГУ имени М.В. Ломоносова в ходе международной экспедиции нашёл и описал новый вид тонконогих чесночниц. Вид назвали Leptobrachium tenasserimense.

>>
04.09.2018 10:00:00

...возможно, на Марсе есть подледное озеро жидкой воды шириной 20 км...


...редактирование геномов с помощью CRISPR-Cas9 может вызывать обширные делеции и геномные перестройки, затрагивающие многие тысячи нуклеотидов и потенциально патогенные...


...гугл-очки с функцией распознавания эмоций по выражению лица снижают проявления аутизма у детей...


>>
31.08.2018 10:00:00

Однозначно ответить на вопрос, какая сила позволяет паукам летать на своей расправленной паутине, никто не может почти двести лет. Похоже на электрическое явление, но никто пока что не собрался изучить связь паука с электричеством. Этот промах исправили Эрика Морли и Дэниэл Роберт из Бристольского университета.

>>
29.08.2018 13:00:00

Ответ на вопрос, заданный в заголовке, искали орнитологи во главе с Мартином Найфеллером из Базельского университета. Правда, не для всех птиц, а для тех, что уничтожают вредителей садов и огородов.

>>