Name: nanothermite with meringue-like morphology: from loose powder to ultra-porous objects
Uploaded: 2017-12-24T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Nanothermite with Meringue-like Morphology: From Loose Powder to Ultra-porous Objects at JoVE.com

המחברים רוצה להודות הצלמים של ISL, איב סומה, יאניק Boehrer, עבור התמונות של דוגמאות, התצפית על ידי וידאו במהירות גבוהה של הסינתזה, על הבערת nanothermite קצף. הם גם רוצה להביע את תודתי לעמית שלהם ד ר וינסנט Pichot מן המעבדה NS3E על האפיון של החומרים על ידי קרני רנטגן.

התראה: לבצע כל התגובות המתוארות במאמר זה בחדר מוכחת פיצוץ עם חלון משוריין המאפשרת בדיקה ויזואלית והן התצפית של התהליכים קצף/בעירה על ידי וידאו במהירות גבוהה. . שמור על עצמך לגבי הסיכון ניסיוני הנובעים ההצתה פוטנציאלי של יצירות aluminothermic ו הפיצוץ מימן באוויר. מסיבה זו, תמיד עובד בתא מוכחת פיצ?...

<ol>
	<li>Comet, M., Martin, C., Schnell, F., Spitzer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanothermite+foams:+From+nanopowder+to+object.">Nanothermite foams: From nanopowder to object.</a> Chem. Eng. J. 316, 807-812 (2017).</li><li>Lafontaine, E., Comet, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nanothermites. , (2016).</li><li>Comet, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+Cr2O3+nanoparticles+for+superthermites+by+the+detonation+of+an+explosive+nanocomposite+material.">Preparation of Cr2O3 nanoparticles for superthermites by the detonation of an explosive nanocomposite material.</a> J. Nanopart. Res. 13 (5), 1961-1969 (2011).</li><li>Gibot, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+Insensitive/Reactive+Thermite+Prepared+from+Cr2O3+Nanoparticles.">Highly Insensitive/Reactive Thermite Prepared from Cr2O3 Nanoparticles.</a> Propell. Explos. Pyrot. 36 (1), 80-87 (2011).</li><li>Tillotson, T. M., Gash, A. E., Simpson, R. L., Hrubesh, L. W., Satcher, J. H., Poco, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanostructured+energetic+materials+using+sol-gel+methodologies.">Nanostructured energetic materials using sol-gel methodologies.</a> J. Non-Cryst. Solids. 285 (1-3), 338-345 (2001).</li><li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hierarchical+MnO2/SnO2+Heterostructures+for+a+Novel+Free-Standing+Ternary+Thermite+Membrane.">Hierarchical MnO2/SnO2 Heterostructures for a Novel Free-Standing Ternary Thermite Membrane.</a> Inorg. Chem. 52 (16), 9449-9455 (2013).</li><li>Prentice, D., Pantoya, M. L., Gash, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combustion+Wave+Speeds+of+Sol-Gel-Synthesized+Tungsten+Trioxide+and+Nano-Aluminum:+The+Effect+of+Impurities+on+Flame+Propagation.">Combustion Wave Speeds of Sol-Gel-Synthesized Tungsten Trioxide and Nano-Aluminum: The Effect of Impurities on Flame Propagation.</a> Energ. Fuel. 20 (6), 2370-2376 (2006).</li><li>Bockmon, B. S., Pantoya, M. L., Son, S. F., Asay, B. W., Mang, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combustion+velocities+and+propagation+mechanisms+of+metastable+interstitial+composites.">Combustion velocities and propagation mechanisms of metastable interstitial composites.</a> Appl. Phys. Lett. 98, 064903 (2005).</li><li>Apperson, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+fast+propagating+combustion+and+shock+waves+with+copper+oxide/aluminum+nanothermite+composites.">Generation of fast propagating combustion and shock waves with copper oxide/aluminum nanothermite composites.</a> Appl. Phys. Lett. 91, 243109 (2007).</li><li>Wang, L., Luss, D., Martirosyan, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+behavior+of+nanothermite+reaction+based+on+Bi2O3/Al.">The behavior of nanothermite reaction based on Bi2O3/Al.</a> J. Appl. Phys. 110, 074311 (2011).</li><li>Martirosyan, K. S., Wang, L., Vicent, A., Luss, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+performances+of+bismuth+trioxide+nanoparticles+for+high+energy+gas+generator+use.">Synthesis and performances of bismuth trioxide nanoparticles for high energy gas generator use.</a> Nanotechnology. 20 (8), 405609 (2009).</li><li>Armstrong, R. W., Baschung, B., Booth, D. W., Samirant, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+Propellant+Combustion+with+Nanoparticles.">Enhanced Propellant Combustion with Nanoparticles.</a> Nano Lett. 3 (2), 253-255 (2003).</li><li>Wu, C., Sullivan, K., Chowdhury, S., Jian, G., Zhou, L., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encapsulation+of+Perchlorate+Salts+within+Metal+Oxides+for+Application+as+Nanoenergetic+Oxidizers.">Encapsulation of Perchlorate Salts within Metal Oxides for Application as Nanoenergetic Oxidizers.</a> Adv. Funct. Mater. 22 (1), 78-85 (2012).</li><li>Sullivan, K. T., Piekiel, N. W., Chowdhury, S., Wu, C., Zachariah, M. R., Johnson, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ignition+and+Combustion+Characteristics+of+Nanoscale+Al/AgIO3:+A+Potential+Energetic+Biocidal+System.">Ignition and Combustion Characteristics of Nanoscale Al/AgIO3: A Potential Energetic Biocidal System.</a> Combust. Sci. Technol. 183 (3), 285-302 (2010).</li><li>Wang, H., Jian, G., Zhou, W., Delisio, J. B., Lee, V. T., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal+iodate-based+energetic+composites+and+their+combustion+and+biocidal+performances.">Metal iodate-based energetic composites and their combustion and biocidal performances.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 7 (31), 17363-17370 (2015).</li><li>Jian, G., Feng, J., Jacob, R. J., Egan, G. C., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Super-reactive+Nanoenergetic+Gas+Generators+Based+on+Periodate+Salts.">Super-reactive Nanoenergetic Gas Generators Based on Periodate Salts.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52 (37), 9743-9746 (2013).</li><li>Comet, M., Vidick, G., Schnell, F., Suma, Y., Baps, B., Spitzer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulfates-Based+Nanothermites:+An+Expanding+Horizon+for+Metastable+Interstitial+Composites.">Sulfates-Based Nanothermites: An Expanding Horizon for Metastable Interstitial Composites.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 54 (15), 4458-4462 (2015).</li><li>Zhou, W., Delisio, J. B., Li, X., Liu, L., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Persulfate+salt+as+an+oxidizer+for+biocidal+energetic+nano-thermites.">Persulfate salt as an oxidizer for biocidal energetic nano-thermites.</a> J. Mater. Chem. A. 3 (22), 11838-11846 (2015).</li><li>Sun, J., Pantoya, M. L., Simon, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dependence+of+size+and+size+distribution+on+reactivity+of+aluminum+nanoparticles+in+reactions+with+oxygen+and+MoO3.">Dependence of size and size distribution on reactivity of aluminum nanoparticles in reactions with oxygen and MoO3.</a> Thermochim. Acta. 444 (2), 117-127 (2006).</li><li>Levitas, V. I., Asay, B. W., Son, S. F., Pantoya, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Melt+dispersion+mechanism+for+fast+reaction+of+nanothermites.">Melt dispersion mechanism for fast reaction of nanothermites.</a> Appl. Phys. Lett. 89, 071909 (2006).</li><li>Park, E. -. J., Kim, H., Kim, Y., Choi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeated-dose+toxicity+attributed+to+aluminum+nanoparticles+following+28-day+oral+administration,+particularly+on+gene+expression+in+mouse+brain.">Repeated-dose toxicity attributed to aluminum nanoparticles following 28-day oral administration, particularly on gene expression in mouse brain.</a> Toxicol. Environ. Chem. 93 (1), 120-133 (2011).</li><li>Walter, K. C., Aumann, C. E., Carpenter, R. D., O'Neill, E. H., Pesiri, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energetic+materials+development+at+technanogy+materials+development.">Energetic materials development at technanogy materials development.</a> Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 800, 27-37 (2004).</li><li>Khasainov, B., Comet, M., Veyssi&#232;re, B., Spiter, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+performance+of+fast–reacting+nanothermites+and+primary+explosives.">Comparison of performance of fast–reacting nanothermites and primary explosives.</a> Propell. Explos. Pyrot. , (2017).</li><li>Siegert, B., Comet, M., Spitzer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Safer+energetic+materials+by+a+nanotechnological+approach.">Safer energetic materials by a nanotechnological approach.</a> Nanoscale. 3, 3534-3544 (2011).</li><li>Sullivan, K. T., Kuntz, J. D., Gash, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophoretic+deposition+and+mechanistic+studies+of+nano-Al/CuO+thermites.">Electrophoretic deposition and mechanistic studies of nano-Al/CuO thermites.</a> J. Appl. Phys. 112, 024316 (2012).</li><li>Blobaum, K. J., Reiss, M. E., Plitzko, J. M., Weihs, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deposition+and+characterization+of+a+self-propagating+CuOx/Al+thermite+reaction+in+a+multilayer+foil+geometry.">Deposition and characterization of a self-propagating CuOx/Al thermite reaction in a multilayer foil geometry.</a> J. Appl. Phys. 94 (5), 2915-2922 (2003).</li><li>Gash, A. E., Tillotson, T. M., Satcher, J. H., Poco, J. F., Hrubesh, L. W., Simpson, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+epoxides+in+the+sol-gel+synthesis+of+porous+iron+(III)+oxide+monoliths+from+Fe(III)+salts.">Use of epoxides in the sol-gel synthesis of porous iron (III) oxide monoliths from Fe(III) salts.</a> Chem. Mater. 13 (3), 999-1007 (2001).</li><li>Yan, S., Jian, G., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospun+nanofiber-based+thermite+textiles+and+their+reactive+properties.">Electrospun nanofiber-based thermite textiles and their reactive properties.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 4, 6432-6435 (2012).</li><li>Puszynski, J. A., Groven, L. J., Altavilla, C., Ciliberto, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+nanosized+aluminum+and+its+applications+in+condensed+phase+reactions.">Formation of nanosized aluminum and its applications in condensed phase reactions.</a> Inorganic nanoparticles. Synthesis, applications and perspectives. , (2011).</li><li>Shimizu, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concept+and+the+use+of+negative+explosives.">Concept and the use of negative explosives.</a> Proceedings of the 11th International Pyrotechnics Seminar, Vail, Colorado, July 7-11. , (1986).</li><li>Molkov, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fundamentals of Hydrogen Safety Engineering. 1, (2012).</li><li>Comet, M., Martin, C., Klaum&#252;nzer, M., Schnell, F., Spitzer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energetic+nanocomposites+for+detonation+initiation+in+high+explosives+without+primary+explosives.">Energetic nanocomposites for detonation initiation in high explosives without primary explosives.</a> Appl. Phys. Lett. 107, 243108 (2015).</li></ol>

תהליך ערבוב של ננו אבקות בחומצה וסגירת הלשכה פיצוץ חייב להתבצע במהירות, מטעמי בטיחות. עיכוב התגובה עשוי להשתנות במידה מסוימת (1-10 דקות), בהתאם לתנאי הניסוי. זה מתקצר כאשר טמפרטורת החדר היא גבוהה מדי או בנוכחות מקורות חימום חיצוני כמו זרקור, אשר יכול לגרום הפעלה מוקדמת של התגובה השוצפים. לעומ...

מאמר זה מדווח על שיטה להמרת בגודל ננו aluminothermic תערובות (Al/וו3) ממצב אבקה, קצף1. Nanothermites מהירים שריפת יצירות אנרגטי, אשר מוכנים בתדירות הגבוהה ביותר על ידי ערבוב הפיזי של תחמוצת מתכת/מלח מתכת תוך צמצום, בצורה של ננו אבקות2. תחמוצות קנאס המשמשים להכנת nanothermites הם Cr2O33,4, Fe2O35, המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית263WO7, MoO38 , CuO9 ו- Bi2O310,11, ואילו המלחים מתכתיים בשימוש הם הדאגה שלכם12,13, iodates14,15, periodates16, סולפטים17 או persulfates18. אלומיניום nanopowder היא הבחירה הטובה ביותר כדלק nanothermites בשל תכונותיהם המבוקשות רבים, כגון חום (10-25 kJ/g) חמצון גבוהה19, מהיר התגובה קינטיקה20, רעילות נמוכה21, , יריד מידת יציבות ברגע עברו במדויק passivated22.
במבוסס-Al nanothermites, חזית להבה מפיצה במהירויות גבוהות (0.1 - 2.5 ק מ לשנייה), אבל זה לא יכול, עם זאת, להיחשב פיצוץ23. מנגנון התגובה למעשה מונעת על ידי הסעה של גזים חמים ב שהנקבוביות הן של חומר unreacted. במילים אחרות, נקבוביות חיוני מהר שריפת nanothermites. עם זאת, אבקת רופף nanothermite אינה יציבה מבחינה פיזית. הם נמצאים נדחס על ידי זעזועים או ויברציות, רכיב הצפוף שלהם (בדרך כלל את תחמוצת) בהדרגה מפריד בין ההרכב על ידי השפעת הכבידה. הייצוב של נקבוביות nanothermite הוא אתגר קריטי עבור שילובם במערכות פירוטכניים בעתיד.
היתרון העיקרי של תהליך ההכנה המתוארים בזאת היא לתת nanothermite מוצרים נקבובי מאוד, יציב, הפסלים, אשר יכולה להיות מעוצבת על ידי שהמודעות הדבק שממנו הם יוצרים. בנוסף, nanothermite קצף הם חסרת הלם, חיכוך, בהשוואה אבקות רופף nanothermite מטען אלקטרוסטטי. רגישות זו הופכת אותם בטוח במיוחד ידית, מכונה, למשל על ידי ניסור או קידוח.
אבקות nanothermite חופשי אתה לחוץ, או pelletized, נקבוביות שלהם פוחתת, אובייקטים נוצרות. הלכידות של חומרים כאלה מקורו של הכוחות פני השטח, אשר אחראים על הצבירה של חלקיקים. ניתן לשפר את חוזק מכני של כדורי nanothermite בנוכחות פחמן ננו-סיבים, אשר לשמש מסגרת כדי לחזק את האובייקטים האלה24. למרבה הצער, לחיצה חזקה מקטינה את תגובתיות של nanothermites. על-פי פרנטיס. et al., הקשה של ננו-Al/ננו-WO3 יצירות גורם קריסה של מהירות התגובה שלהם על ידי שני סדרי גודל7. לסיכום, בניגוד לרוב חומרי נפץ, nanothermites לא יכול להיות מעוצבת על ידי לחיצה.
עד כה, שיטות מעט מאוד להבניית nanothermites דווחו הספרות המדעית העוסק nanothermites. Nanothermites ניתן להפקיד על מצעים, או את אבקות של הרכיבים שלהם התפזרו לתוך מדיום נוזלי אלקטרופורזה25, או על ידי את התזה של הרכיבים שלהם שכבות רציפות26. שתי הגישות להוביל פיקדונות צפופה, תגובתי פחות מאשר אבקות חופשי והם נוטים delaminate מן המצע שעליו הם מוכנים.
הכנת "" מימדיים המורכב nanothermite הוצע לראשונה על ידי. Tillotson et al. 5, אשר השתמשו הסינתזה סול-ג'ל שפותחה על ידי רעש. ואח המורכב פתרונות ג'לי של מלחי מתכת על ידי epoxides,27. Nanothermite הפסלים מוכנות על ידי פיזור nanopowder Al ב- סול, לפני ג'לי. ג'לים עוברות ייבוש לאחר מכן תא חום כדי לייצר xerogels או על ידי תהליך מורכב הכרוכות של דודי סופר CO2 כדי להשיג aerogels. Nanothermite aerogels לא רק יש תגובתיות חזקה אבל גם ובתפקוד בשל תכונותיהם מכני מעולה. בנוסף, תהליך סול-ג'ל מאפשרת לסנתז חומרים מיקרו - ו mesoporous עם תואר ללא תחרות של הומוגניות בין הדלקים (אי אל) את תחמוצת בתערובת. למרות אלה תכונות מעניינות, השימוש של התהליך סול-ג'ל הוא מוגבל על ידי: (i) המורכבות של הסינתזה אצווה, אשר תלויה בפרמטרים רבים; (ii) נוכחות בלתי נמנע של סינתזה תוצרי לוואי (זיהומים) חומר סופי, וכן (iii) רב הזמן הנחוץ השלבים השונים של התהליך.
מחצלות דליק של nanothermite הוכנו על ידי electrospinning של ניטרוצלולוזה (קלסר) מפתרונות מואשם חלקיקים באל, CuO28. אלה פאלטס nanothermite מורכבים של סיבים עם קטרים סולם מיקרומטר משנה, אשר אפריורי שאינו נקבובי. חומרים אלה, נקבוביות מוגדרת על-ידי הסתבכותו של סיבים. הדגימות של nanothermite מחצלות צריבה לאט (0.06 - 1.06 m/s) לעומת טהור בגודל ננו באל/CuO תערובות במצב אבקה, שבו חזית להבה מתפשטת במהירות של מספר מאות מ'/ש'29. לבסוף, השימוש ניטרוצלולוזה כדבק nanothermites אינו אידיאלי, כי היא מגבירה את רגישותם תרמי, הפיצולים לשחיקה שלהם לטווח ארוך במידה ניכרת.
הממברנות של nanothermites הוכנו על ידי היאנג. ואח של מורכבות הירארכי המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית2/SnO2 heterostructures מעורבב עם חלקיקים Al6. חומרים אלה, יש שלב תחמוצת מורפולוגיה מאוד ספציפי, שבו המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית2 ננו-חוטים מכוסים על ידי כדורי שלג2 סניפים. בגלל המבנה שלה מאוד מסוים, תחמוצת לא רק לוכד חלקיקים באל, אלא גם מבטיח את עמידות מכנית של הקרום.תהליך ההכנה של המפעילים הוירטואליים ובעלי התשתית2/SnO2/Al ממברנות היא פשוטה מאוד; זה מורכב של סינון של nanothermite הכלול הנוזל שבו שהוא מוכן, באמצעות סינון העוגה כמו קרום.
לסיכום, nanothermite היחיד של אובייקטים שהוזכרו בספרות המדעית הם פיקדונות סובסטרטים, aerogels או מחצלות. הרעיון של הכנת nanothermites בצורה של קצף מוצק פותח אופקים חדשים לשילוב של החומרים האנרגטי למערכות פירוטכניקה פונקציונלי. התהליך מקציף דיווחו במאמר זה הוא פשוט כדי לבצע, באפשרותך להחיל כמעט על כל nanothermite שהוכנו אלומיניום nanopowder. חומר מקציף הוא חומצה זרחתית (H3פו4), חומר כימי נפוץ, זולה, לא רעיל, אשר מגיב עם ננו-Al לתת את הבטון (מזון לכלבים4) והגזים (H2, אדי2O H) יוצר את נקבוביות חומרים1. אלומיניום פוספט יציב במיוחד בטמפרטורות גבוהות, בניגוד קלסרים אורגניים כגון אנרגטי פולימרים (ניטרוצלולוזה). עם זאת, מזון לכלבים4 מתנהג כמו מחמצן לכיוון ננו-Al בטמפרטורה גבוהה, על-פי התפיסה השלילית חומרי נפץ"המוצע על ידי שימיזו30.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Aluminum nanopowder</td>
			<td>Intrinsiq Materials</td>
			<td>-</td>
			<td>nanopowder, &#8776; 100 nm particle size Al QNA891</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tungsten(VI) oxide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>550086-25G</td>
			<td>nanopowder, &#60;100 nm particle size (TEM) Lot# MKBR9903V</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orthophosphoric Acid</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>-</td>
			<td>85% solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polyethylene Pasteur pipette 3 mL</td>
			<td>Th. Geyer</td>
			<td>7691062</td>
			<td>LABSOLUTE Pasteur pipettes made of polyethylene (PE) graduation 0,50 ml, Length 145 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polyethylene Pasteur pipette 1 mL</td>
			<td>Th. Geyer</td>
			<td>7691063</td>
			<td>LABSOLUTE Pasteur pipettes made of polyethylene (PE) graduation 0,25 ml, Length 150 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Test tube shaker Reax Control</td>
			<td>Heidolph</td>
			<td>541-11000-00</td>
			<td>Vortex mixer with strong 5 mm vibration orbit yields</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

nanothermite with meringue-like morphology: from loose powder to ultra-porous objects

המטרה של הפרוטוקול המתואר במאמר זה היא להכין יצירות aluminothermic (nanothermites) בצורה של אובייקטים נקבוביים, מונוליתי. Nanothermites הם חומרים דליקים המורכב מחמצן והדלק אורגניים. ב- nanothermite קצף, אלומיניום היא דלק, אלומיניום פוספט ו טונגסטן trioxide הם moieties חמצון. בין הגבוהים להבה הפצת המהירויות (FPVs) ב- nanothermites הם נצפו אבקות רופף, FPVs חריפה הופחתו לייצור כדוריות nanothermite אבקות. מבחינה פיזית, אבקות רופף nanothermite הן מערכות והשלמת. ניתן לשנות את המאפיינים שלהם על-ידי דחיסת לא מכוונת המושרה על ידי זעזועים או ויברציות או ההפרדה של חלקיקים לאורך זמן על ידי להתיישב, תופעות, שמקורו מן ההבדלים צפיפות של הרכיבים שלהם. העברת מג'ל אובייקט הוא האתגר שחייבים להכריעו לשלב nanothermites במערכות פירוטכניים. אובייקטים Nanothermite חייב להיות גבוה נקבוביות פתוחות והן חוזק מכני טוב. קצף Nanothermite נפגשים שני קריטריונים אלה, שהם מוכנים על ידי פיזור תערובת בגודל ננו aluminothermic (Al/וו3) בחומצה זרחתית. התגובה של אלומיניום עם הפתרון חומצה נותן4 מזון לכלבים "המלט" של חלקיקים3 אשר Al לעבו מוטבעים. Nanothermite קצף, אלומיניום פוספט מנגן את התפקיד הכפול של קלסר מחמצן. ניתן להשתמש בשיטה זו עם טונגסטן trioxide, אשר אינה משתנה על ידי תהליך ההכנה. זה כנראה אפשרות להאריך עד כמה תחמוצות, אשר משמשים בדרך כלל עבור הכנת ביצועים גבוהים nanothermites. וו3-קצף nanothermite מבוסס המתוארות במאמר זה הן רגישות במיוחד ההשפעה וחיכוכים, מה שהופך אותם הרבה יותר בטוח. להתמודד עם יותר אבקה3 Al/WO. הבעירה מהיר של חומרים אלה יש יישומים מעניינים פירוטכניים מפגש המשחק של מקס. השימוש בהם במסגרת נפצים כמו תחל ידרוש שיתוף חומרי נפץ משני בהרכב שלהם.

המטריצה aluminophosphate מכיל מגובשת אלומיניום (Al), אלומיניום פוספט (מזון לכלבים4). הנוכחות של שלבים אלה אושר ע י צילום רנטגן עקיפה (איור 1). בנוסף, ניסויים gravimetric הראו כי חומר זה מכיל גם חלק הבלתי גבישי, אשר אלומינה אמורפי. חומרים אלה, אלומיניום פוספט מתנהג הן כ?...

Watch this Scientific Journal Video about Nanothermite with Meringue-like Morphology: From Loose Powder to Ultra-porous Objects at JoVE.com

Nanothermite with Meringue-like Morphology: From Loose Powder to Ultra-porous Objects

כתב יד זה מתאר את הסינתזה של מטריצות aluminophosphate דליק לפי התגובה של חומצה זרחתית (H3פו4) עם אלומיניום nanopowder. כאשר התגובה הזו מתבצעת עם עודף אלומיניום בנוכחות טונגסטן trioxide nanopowder, זה מוביל קצף מוצק, נקבובי nanothermite.

Nanothermite עם מרנג דמוי מורפולוגיה: מאבקה לאובייקטים אולטרה נקבובי

The goal of the protocol described in this article is to prepare aluminothermic compositions (nanothermites) in the form of porous, monolithic objects. ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Free Radicals in Chemical Biology: from Chemical Behavior to Biomarker Development

רדיקלים חופשיים בביולוגיה כימית: מהתנהגות כימית לפיתוח סמנים ביולוגיים

The involvement of free radicals in life sciences has constantly increased with time and has been connected to several physiological and pathological ...

Nucleoside Triphosphates - From Synthesis to Biochemical Characterization

נוקלאוזידים triphosphates - מ - סינתזה ביוכימיה באפיון

The  traditional strategy for the introduction of chemical functionalities is the  use of solid-phase synthesis by appending suitably modified ...

From Constructs to Crystals &#8211; Towards Structure Determination of &#946;-barrel Outer Membrane Proteins

From Constructs to Crystals ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â‚¬Å“ Towards Structure Determination of ÃƒÅ½Ã‚Â²-barrel Outer Membrane Proteins

מתוך בונה קריסטלים - לקראת מבנה קביעת β-חבית החיצון ממברנה חלבונים

Membrane proteins serve important functions in cells such as nutrient transport, motility, signaling, survival and virulence, yet constitute only ~1% ...

X-ray Powder Diffraction in Conservation Science: Towards Routine Crystal Structure Determination of Corrosion Products on Heritage Art Objects

השתברות אבקת רנטגן שימור מדע: לקראת קביעת מבנה שיגרתית קריסטל של מוצרי קורוזיה על יצירות אמנות מורשה

The crystal structure determination and refinement process of corrosion products on historic art objects using laboratory high-resolution X-ray powder ...

Extraction and Purification of Polyphenols from Freeze-dried Berry Powder for the Treatment of Vascular Smooth Muscle Cells In Vitro

Extraction and Purification of Polyphenols from Freeze-dried Berry Powder for the Treatment of Vascular Smooth Muscle Cells In Vitro

מיצוי וטיהור של פוליפנולים מאבקת ברי מיובשים בהקפאה לטיפול בתאי שריר חלקים וסקולריים<em&gt; במבחנה</em

Epidemiological studies indicate that increased flavonoid intake correlates with decreased mortality due to cardiovascular diseases (CVD) in the United ...

From Molecules to Materials: Engineering New Ionic Liquid Crystals Through Halogen Bonding

ממולקולות חומרים: הנדסה בגבישים נוזליים יוניים חדש דרך הלוגן מליטה

Herein, we demonstrate that a bottom-up approach, based on halogen bonding (XB), can be successfully applied for the design of a new type of ionic liquid ...

Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness

הרכבה Multiwalled פחמן עם פוליסטירן כדי לאפשר הרכבה עצמית, Patchiness אנאיזוטרופי

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a ...

Combustion Chemistry of Fuels: Quantitative Speciation Data Obtained from an Atmospheric High-temperature Flow Reactor with Coupled Molecular-beam Mass Spectrometer

כימיה בעירה של דלקים: נתונים כמותיים היווצרות המינים המתקבל של הכור אטמוספרי בטמפרטורות גבוהות לזרום עם מצמידים ספקטרומטר מסה מולקולרית-קרן אור

This manuscript describes a high-temperature flow reactor experiment coupled to the powerful molecular beam mass spectrometry (MBMS) technique. This ...

Methionine Functionalized Biocompatible Block Copolymers for Targeted Plasmid DNA Delivery

מתיונין מתפקד ביולוגית ביויוננים בלוק תואם למשלוח דנ א ממוקד

Reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization integrates the advantages of radical polymerization and living polymerization. This ...

Analyzing Melts and Fluids from Ab Initio Molecular Dynamics Simulations with the UMD Package

ניתוח המסות ונוזלים מסימולציות דינמיקה מולקולרית Ab Initio עם חבילת UMD

We have developed a Python-based open-source package to analyze the results stemming from ab initio molecular-dynamics simulations of fluids. The package ...