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

Gli autori vorrei ringraziare i fotografi di ISL, Yves Suma e Yannick Boehrer, per le foto dei campioni e per l'osservazione di video ad alta velocità della sintesi e la combustione di schiume di nanotermite. Vorrebbero anche esprimere la loro gratitudine al loro collega Dr. Vincent Pichot da NS3E laboratorio per la caratterizzazione dei materiali di diffrazione di raggi x.

Attenzione: Prima di eseguire tutte le reazioni descritte in questo articolo in una camera con una finestra blindata che consente sia ispezione visiva e l'osservazione dei processi di combustione che spuma esplosione-provata da videocamere ad alta velocità. Prendersi cura per quanto riguarda il rischio sperimentale derivanti dall'accensione del potenziale di alluminotermica composizioni e l'esplosione di idrogeno nell'aria. Per questo motivo, lavorare sempre in una camera di esplosione-provata con adeguata ventilazione....

<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>

Il processo di miscelazione delle nanopolveri con acido e la chiusura della camera di esplosione deve essere eseguiti rapidamente, per motivi di sicurezza. Il ritardo di reazione può variare in una certa misura (1-10 min.), a seconda delle condizioni sperimentali. È abbreviato quando la temperatura ambiente è troppo elevata o in presenza di fonti di riscaldamento esterno come un riflettore, che può causare l'attivazione iniziale della reazione schiumogeno. Al contrario, è aumentato quando la temperatura ambiente è ...

Questo articolo segnala su un metodo per la trasformazione nanometriche alluminotermica miscele (Al/WO3) da uno stato di cipria in polvere per schiume1. Nanothermites sono veloci masterizzazione energici composizioni, che sono più frequentemente preparate mescolando il fisico di un ossido metallico/sale con un metallo riducente, sotto forma di nanopolveri2. Gli ossidi più rappresentativi utilizzati per preparare nanothermites sono Cr2O33,4, Fe2O35, MnO26, WO37, MoO38 , CuO9 e Bi2O310,11, mentre i sali metallici usati sono iodati perclorati12,13,14,15, periodati16,17 o persolfati18di solfati. Nanopolveri di alluminio sono la scelta migliore come combustibile per nanothermites a causa delle loro numerose proprietà desiderabili, quali un ossidazione alto calore (10-25 kJ/g)19, veloce reazione cinetica20, bassa tossicità21, e una fiera grado di stabilità una volta che è stato accuratamente passivato22.
In base Al nanothermites, il fronte di fiamma si propaga alle alte velocità (0,1 - 2,5 km/s), ma questo non può, tuttavia, essere considerati come detonazione23. Il meccanismo di reazione è effettivamente guidato per la convezione del gas caldi nella porosità del materiale che non ha reagito. In altre parole, la porosità è essenziale per la masterizzazione veloce di nanothermites. Tuttavia, nanotermite loose powder non è stabile da un punto di vista fisico. Essi vengono compattati da urti o vibrazioni, e loro componente più densa (generalmente l'ossido) separa progressivamente dalla composizione per effetto della gravità. La stabilizzazione di nanotermite porosità è una sfida cruciale per la loro integrazione in sistemi pirotecnici futuri.
Il vantaggio principale del processo di preparazione descritto nel presente documento è di dare nanotermite altamente poroso, solido, monoliti, che possono essere a forma di modellando la pasta da cui essi formano. Inoltre, le schiume nanotermite sono abbastanza insensibile agli urti, attrito e scarica elettrostatica rispetto alle polveri sfuse nanotermite. Questa insensibilità li rende particolarmente sicuro da maneggiare e macchina, per esempio di taglio o foratura.
Quando sciolto nanotermite polveri sono premuti o pellettizzati, diminuisce la porosità e oggetti sono formati. La coesione di tali materiali proviene da parte delle forze di superficie, che sono responsabili per l'aggregazione delle nanoparticelle. La resistenza meccanica di nanotermite pellet può essere migliorata in presenza di nano-fibre di carbonio, che agiscono come un quadro per rafforzare questi oggetti24. Purtroppo, premendo fortemente diminuisce la reattività dei nanothermites. Secondo Prentice et al., la pressatura delle nano-Al/nano-WO3 composizioni induce un crollo della loro velocità di reazione di due ordini di grandezza7. In conclusione, contraria più esplosivi, nanothermites non può essere modellato premendo.
Fin qui, molto pochi metodi per strutturare nanothermites sono stati segnalati nella letteratura scientifica si occupa nanothermites. Nanothermites possono essere depositati su substrati, sia dalle polveri fini dei loro componenti dislocati in un mezzo liquido da elettroforesi25o da sputtering dei loro componenti in strati successivi26. Entrambi gli approcci portano a depositi densi, che sono meno reattivo del polveri sfuse e tendono a delaminare dal substrato su cui sono preparati.
La preparazione di oggetti "tridimensionali" composto di nanotermite è stato proposto da Tillotson et al. 5, che ha usato la sintesi sol-gel sviluppata da Gash et al che consiste di gelificanti soluzioni di sali metallici di epossidi27. Nanotermite monoliti sono preparati disperdendo Al nanopolveri in sol, prima gelificante. I gel sono successivamente essiccati in una camera di calore per produrre xerogel o di un processo complesso che coinvolge l'uso di supercritici CO2 per ottenere gli aerogel. Gli aerogel nanotermite non solo hanno forte reattività ma possono anche essere lavorati a causa delle loro proprietà meccaniche eccellenti. Inoltre, il processo sol-gel permette di sintetizzare materiali micro - e mesoporosi con un ineguagliabile grado di omogeneità tra il combustibile (Al) e l'ossido nel mix. Nonostante queste caratteristiche interessanti, l'uso del processo sol-gel è limitato da: (i) la complessità della sintesi batch, che dipende da numerosi parametri; (ii) la presenza inevitabile di sottoprodotti di sintesi (impurità) nel materiale finale e (iii) il molto tempo necessario per le diverse fasi del processo.
Stuoie di combustibile di nanotermite sono state preparate da elettrofilatura di nitrocellulosa (raccoglitore) da soluzioni incaricato con Al e CuO nanoparticelle28. Questi feltri nanotermite sono composti da fibre con i diametri di scala sub-micrometrica, che sono aprioristicamente non poroso. In questi materiali, la porosità è definita dall'intreccio delle fibre. I campioni di nanotermite stuoie bruciare lentamente (0,06 - 1,06 m/s) rispetto al puro nanometriche Al/CuO miscele in uno stato di cipria in polvere, in cui il fronte di fiamma si propaga a una velocità di diverse centinaia di m/s29. Infine, l'uso di nitrocellulosa come legante per nanothermites non è ideale, perché notevolmente aumenta la loro sensibilità termica e altera la loro stabilità chimica a lungo termine.
Membrane di nanothermites sono state preparate da Yang et al. dal complesso gerarchica MnO2/SnO2 eterostrutture mischiato Al nanoparticelle6. In questi materiali, la fase di ossido ha una morfologia molto specifica, in cui MnO2 nano-fili sono coperti da SnO2 rami. Grazie alla sua struttura molto particolare, l'ossido non solo cattura Al nanoparticelle, ma assicura anche la resistenza meccanica della membrana.Il processo di preparazione di MnO2/SnO2/Al membrane è molto semplice; si compone di filtraggio nanotermite contenuti nel liquido in cui è stato preparato, utilizzando la torta di filtrazione come una membrana.
Per riassumere, la nanotermite solo oggetti menzionati nella letteratura scientifica sono depositi su substrati, gli aerogel o stuoie. L'idea di preparare nanothermites sotto forma di schiume solide apre nuovi orizzonti per l'integrazione di questi materiali energetici nei sistemi funzionali pirotecnica. Il processo di schiumatura riportato in questo articolo è semplice da eseguire e può essere applicato praticamente a qualsiasi nanotermite preparato da alluminio nanopolveri. L'agente schiumogeno è acido ortofosforico (H3PO4), un prodotto chimico comune, poco costoso e non tossico, che reagisce con nano-Al dare il cemento (AlPO4) e il gas (H2, H2O vapore) che creano la porosità della materiale1. Fosfato di alluminio è particolarmente stabile alle alte temperature, contrariamente a leganti organici come i polimeri energici (nitrocellulosa). Tuttavia, AlPO4 si comporta come un ossidante verso nano-Al ad alta temperatura, secondo il concetto di "negativi esplosivi" proposta da Shimizu30.

<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

L'obiettivo del protocollo descritto in questo articolo è quello di preparare alluminotermica composizioni (nanothermites) in forma di oggetti porosi, monolitiche. Nanothermites sono materiali combustibili composto inorganico carburante e ossidante. Nelle schiume di nanotermite, l'alluminio è il triossido di tungsteno e fosfato carburante e alluminio sono le moiety ossidanti. Le più alte velocità di propagazione della fiamma (FPVs) in nanothermites sono state osservate in polveri sfuse e FPVs sono fortemente diminuiti di pelletizzazione nanotermite polveri. Da un punto di vista fisico, nanotermite polveri sfuse sono sistemi metastabili. Le loro proprietà possono essere modificate tramite involontaria costipazione indotta da urti o vibrazioni o dalla segregazione delle particelle nel tempo di sedimentazione di fenomeni, che trae origine dalle differenze di densità dei loro componenti. Lo spostamento da una polvere a un oggetto è la sfida che dovrà essere superata per integrare nanothermites nei sistemi pirotecnici. Gli oggetti nanotermite devono avere un'alta porosità aperta e la buona resistenza meccanica. Schiume di nanotermite soddisfano entrambi i criteri menzionati, e sono preparati dalla dispersione di una miscela di nano-dimensioni alluminotermica (Al/WO3) in acido ortofosforico. La reazione di alluminio con la soluzione acida dà AlPO4 "il cemento" in cui Al e WO3 nanoparticelle sono incorporate. Nelle schiume nanotermite, fosfato di alluminio svolge il duplice ruolo di legante e ossidante. Questo metodo può essere utilizzato con triossido di tungsteno, che non è alterato dal processo di preparazione. Probabilmente potrebbe essere esteso ad alcuni ossidi, che sono comunemente usati per la preparazione di nanothermites ad alte prestazioni. Il WO3-schiume nanotermite base descritte in questo articolo sono particolarmente insensibile agli urti e alle frizioni, che li rendono molto più sicuro gestire che cipria3 Al/WO. Rapida combustione di questi materiali ha interessanti applicazioni in accenditori pirotecnici. Loro utilizzo in detonatori come primer richiederebbe l'incorporazione di un esplosivo secondario nella loro composizione.

Cristallizzato in alluminio (Al) e fosfato di alluminio (AlPO4) contiene la matrice di aluminophosphate. La presenza di queste fasi è stata confermata dalla diffrazione dei raggi x (Figura 1). Inoltre, gravimetrici esperimenti hanno dimostrato che questo materiale contiene anche una parte non cristallini, che è allumina amorfo. In questi materiali, fosfato di alluminio si comporta sia come legante e ossidante. Le proprietà ossidanti dell'AlPO<su...

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

Questo manoscritto descrive la sintesi delle matrici di combustibili aluminophosphate dalla reazione di acido ortofosforico (H3PO4) con alluminio nanopolveri. Quando questa reazione avviene con alluminio in eccesso in presenza di nanopolveri di triossido di tungsteno, porta ad una schiuma di nanotermite solido, poroso.

Nanotermite con meringa-come la morfologia: da cipria in polvere agli oggetti ultra-porosi

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

I radicali liberi in Chemical Biology: da comportamento chimico a sviluppo Biomarker

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

Ricerca

Chimica

Nucleoside Triphosphates - From Synthesis to Biochemical Characterization

Nucleosidi trifosfati - Dalla sintesi di biochimica Caratterizzazione

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

Da costrutti a cristalli - Verso Struttura Determinazione della β-canna esterna proteine ​​di membrana

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

Diffrazione di raggi X Polvere in Conservazione Scienza: verso Routine di cristallo Struttura Determinazione di corrosione prodotti sul patrimonio Art Objects

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

Estrazione e purificazione di polifenoli da polvere di bacche congelata per il trattamento di cellule muscolari lisce vascolari<em&gt; In vitro</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

Dalle molecole ai materiali: nuovi cristalli liquidi ionici attraverso legame alogeno di ingegneria

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

L'innesto Multiwalled Carbon Nanotubes con polistirolo per abilitare l'auto-assemblaggio e discromie anisotropo

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

Chimica della combustione di combustibili: speciazione quantitativa di dati ottenuti da un reattore di flusso ad alta temperatura atmosferica con accoppiato fascio molecolare spettrometro di massa

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

Meticolosina Sistemi colatori di blocchi biocompatibili per la consegna mirata del DNA plasmide

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

Analisi di fusioni e fluidi da Ab Initio Molecular Dynamics Simulations con il pacchetto 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 ...